CERO ABSOLUTO
CERO ABSOLUTO, la temperatura a la que todos los componentes del sistema tienen la menor cantidad de energía permitida por las leyes de la MECÁNICA CUÁNTICA; cero en la escala de temperatura Kelvin, o -273,15°C (-459,67° Fahrenheit). A esta temperatura, la entropía del sistema es la cantidad de energía adecuada para completar trabajo útil, - también es igual a cero, aunque la cantidad total de energía del sistema puede ser diferente de cero.
Diccionario enciclopédico científico y técnico..
Vea qué es "CERO ABSOLUTO" en otros diccionarios:
La temperatura es el límite mínimo de temperatura que puede tener un cuerpo físico. El cero absoluto sirve como punto de partida para una escala de temperatura absoluta, como la escala Kelvin. En la escala Celsius, el cero absoluto corresponde a una temperatura de −273 ... Wikipedia
TEMPERATURA CERO ABSOLUTA- el comienzo de la escala de temperatura termodinámica; ubicado a 273,16 K (Kelvin) debajo (ver) del agua, es decir igual a 273,16°C (Celsius). El cero absoluto es la temperatura más baja de la naturaleza y prácticamente inalcanzable... Gran Enciclopedia Politécnica
Este es el límite mínimo de temperatura que puede tener un cuerpo físico. El cero absoluto sirve como punto de partida para una escala de temperatura absoluta, como la escala Kelvin. En la escala Celsius, el cero absoluto corresponde a una temperatura de −273,15 °C.... ... Wikipedia
La temperatura cero absoluta es el límite mínimo de temperatura que puede tener un cuerpo físico. El cero absoluto sirve como punto de partida para una escala de temperatura absoluta, como la escala Kelvin. En la escala Celsius, el cero absoluto corresponde a... ... Wikipedia
Razg. Descuidado Una persona insignificante, insignificante. RFY, 288; BTS, 24; ZS 1996, 33 ...
cero- cero absoluto... Diccionario de modismos rusos
Cero y cero sustantivo, m., usado. comparar a menudo Morfología: (no) ¿qué? cero y cero, ¿por qué? cero y cero, (ver) ¿qué? cero y cero, ¿qué? cero y cero, ¿qué pasa? sobre cero, cero; pl. ¿Qué? ceros y ceros, (no) ¿qué? ceros y ceros, ¿por qué? ceros y ceros, (ya veo)… … Diccionario Dmitrieva
Cero absoluto (cero). Razg. Descuidado Una persona insignificante, insignificante. RFY, 288; BTS, 24; ZS 1996, 33V cero. 1. Jarg. ellos dicen Bromas. hierro. Sobre intoxicación grave. Yuganov, 471; Vakhitov 2003, 22. 2. Zharg. música Exactamente, en total conformidad con... ... Gran diccionario de dichos rusos.
absoluto- absurdo absoluto, autoridad absoluta, impecabilidad absoluta, desorden absoluto, ficción absoluta, inmunidad absoluta, líder absoluto, mínimo absoluto, monarca absoluto, moralidad absoluta, cero absoluto… … Diccionario de modismos rusos
Libros
- Cero absoluto, Pavel absoluto. La vida de todas las creaciones del científico loco de la raza Nes es muy corta. Pero el próximo experimento tiene posibilidades de existir. ¿Qué le espera por delante?...
Temperatura cero absoluta
Temperatura cero absoluta(con menos frecuencia - temperatura cero absoluto) - el límite mínimo de temperatura que puede tener un cuerpo físico en el Universo. El cero absoluto sirve como origen de una escala de temperatura absoluta, como la escala Kelvin. En 1954, la X Conferencia General de Pesas y Medidas estableció una escala de temperatura termodinámica con un punto de referencia: el punto triple del agua, cuya temperatura se consideró 273,16 K (exacta), que corresponde a 0,01 °C, de modo que en la escala Celsius la temperatura corresponde al cero absoluto -273,15 °C.
Fenómenos observados cerca del cero absoluto
A temperaturas cercanas al cero absoluto se pueden observar efectos puramente cuánticos a nivel macroscópico, como por ejemplo:
Notas
Literatura
- G. Burmin. Asalto al cero absoluto. - M.: “Literatura infantil”, 1983
Ver también
Fundación Wikimedia.
- 2010.
- goering
kshapanaka
Vea qué es “temperatura cero absoluta” en otros diccionarios: TEMPERATURA CERO ABSOLUTA - punto de referencia termodinámico. temperatura; situado a 273,16 K por debajo de la temperatura del punto triple (0,01°C) del agua (273,15°C bajo cero de temperatura en la escala Celsius, (ver ESCALAS DE TEMPERATURA). La existencia de una escala de temperatura termodinámica y A. n. T.… …
Enciclopedia física temperatura cero absoluto - el comienzo de la lectura de temperatura absoluta en la escala de temperatura termodinámica. El cero absoluto se sitúa a 273,16ºC por debajo de la temperatura del punto triple del agua, que se supone es de 0,01ºC. La temperatura cero absoluta es fundamentalmente inalcanzable... ...
Enciclopedia física Diccionario enciclopédico - absoliutusis nulis statusas T sritis Energetika apibrėžtis Termodinaminės temperatūros atskaitos pradžia, esanti 273,16 K žemiau trigubojo vandens taško. Pagal trečiąjį termodinamikos dėsnį, absoliutusis nulis nepasiekiamas. atitikmenys: inglés.… …
Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas Temperatura cero absoluta - la lectura inicial en la escala Kelvin es una temperatura negativa de 273,16 grados en la escala Celsius...
Los inicios de las ciencias naturales modernas.- temperatura, el comienzo de la lectura de temperatura en la escala de temperatura termodinámica. El cero absoluto se encuentra a 273,16°C por debajo de la temperatura del punto triple del agua (0,01°C). El cero absoluto es fundamentalmente inalcanzable, las temperaturas casi se han alcanzado... ... enciclopedia moderna
Los inicios de las ciencias naturales modernas.- la temperatura es el punto de partida de la temperatura en la escala de temperatura termodinámica. El cero absoluto se sitúa a 273,16ºC por debajo de la temperatura del punto triple del agua, cuyo valor es 0,01ºC. El cero absoluto es fundamentalmente inalcanzable (ver... ... Gran diccionario enciclopédico
Los inicios de las ciencias naturales modernas.- la temperatura, que expresa la ausencia de calor, es igual a 218 ° C. Diccionario palabras extranjeras, incluido en el idioma ruso. Pavlenkov F., 1907. Temperatura del cero absoluto (físico): la temperatura más baja posible (273,15°C). Gran diccionario... ... Diccionario de palabras extranjeras de la lengua rusa.
Los inicios de las ciencias naturales modernas.- temperatura, el comienzo de la temperatura en la escala de temperatura termodinámica (ver ESCALA DE TEMPERATURA TERMODINÁMICA). El cero absoluto se ubica 273,16 °C por debajo de la temperatura del punto triple (ver PUNTO TRIPLE) del agua, por lo que se acepta... ... - el comienzo de la lectura de temperatura absoluta en la escala de temperatura termodinámica. El cero absoluto se sitúa a 273,16ºC por debajo de la temperatura del punto triple del agua, que se supone es de 0,01ºC. La temperatura cero absoluta es fundamentalmente inalcanzable... ...
Los inicios de las ciencias naturales modernas.- temperatura extremadamente baja a la que se detiene el movimiento térmico de las moléculas. La presión y el volumen de un gas ideal, según la ley de Boyle-Mariotte, se vuelven iguales a cero, y el comienzo de la temperatura absoluta en la escala Kelvin se toma como... ... Diccionario ecológico
Los inicios de las ciencias naturales modernas.- el inicio del recuento de temperatura absoluta. Corresponde a 273,16° C. Actualmente, en los laboratorios físicos se ha podido obtener una temperatura superior al cero absoluto en sólo unas millonésimas de grado, y alcanzarla, según las leyes... ... Enciclopedia de Collier
El concepto físico de “temperatura cero absoluta” tiene por ciencia moderna muy importante: estrechamente relacionado con él está el concepto de superconductividad, cuyo descubrimiento causó sensación en la segunda mitad del siglo XX.
Para comprender qué es el cero absoluto, conviene consultar los trabajos de físicos tan famosos como G. Fahrenheit, A. Celsius, J. Gay-Lussac y W. Thomson. Desempeñaron un papel clave en la creación de las principales escalas de temperatura que aún se utilizan en la actualidad.
El primero en proponer su escala de temperatura fue el físico alemán G. Fahrenheit en 1714. Al mismo tiempo, la temperatura de la mezcla, que incluía nieve y amoníaco, se tomó como cero absoluto, es decir, como el punto más bajo de esta escala. El siguiente indicador importante fue el que llegó a ser igual a 1000. En consecuencia, cada división de esta escala se llamó "grado Fahrenheit", y la escala misma se llamó "escala Fahrenheit".
30 años después, el astrónomo sueco A. Celsius propuso su propia escala de temperatura, donde los puntos principales eran la temperatura de fusión del hielo y el agua. Esta escala se llamó “escala Celsius” y todavía es popular en la mayoría de los países del mundo, incluida Rusia.
En 1802, mientras realizaba sus famosos experimentos, el científico francés J. Gay-Lussac descubrió que el volumen de un gas a presión constante depende directamente de la temperatura. Pero lo más curioso fue que cuando la temperatura cambiaba 10 grados centígrados, el volumen de gas aumentaba o disminuía en la misma cantidad. Habiendo hecho los cálculos necesarios, Gay-Lussac encontró que este valor era igual a 1/273 del volumen del gas a una temperatura de 0°C.
Esta ley llevó a la conclusión obvia: una temperatura igual a -2730C es la temperatura más baja, incluso si te acercas a ella, es imposible alcanzarla. Es esta temperatura la que se llama “temperatura cero absoluta”.
Además, el cero absoluto se convirtió en el punto de partida para la creación de la escala de temperatura absoluta, en la que participó activamente el físico inglés W. Thomson, también conocido como Lord Kelvin.
Su principal investigación se centró en demostrar que ningún cuerpo en la naturaleza puede enfriarse por debajo del cero absoluto. Al mismo tiempo, utilizó activamente la segunda; por lo tanto, la escala de temperatura absoluta que introdujo en 1848 comenzó a llamarse termodinámica o "escala Kelvin".
En los años y décadas siguientes, sólo se produjo una aclaración numérica del concepto de “cero absoluto”, que, después de numerosos acuerdos, pasó a considerarse igual a -273.150C.
También vale la pena señalar que el cero absoluto juega un papel muy importante en La cuestión es que en 1960, en la siguiente Conferencia General de Pesas y Medidas, la unidad de temperatura termodinámica, el kelvin, se convirtió en una de las seis unidades de medida básicas. . Al mismo tiempo, se estipuló especialmente que un grado Kelvin es numéricamente igual a uno, pero el punto de referencia "según Kelvin" generalmente se considera el cero absoluto, es decir, -273,150C.
El principal significado físico del cero absoluto es que, de acuerdo con las leyes físicas básicas, a tal temperatura la energía del movimiento de partículas elementales, como átomos y moléculas, es cero, y en este caso cualquier movimiento caótico de estas mismas partículas debería cesar. A una temperatura igual al cero absoluto, los átomos y moléculas deben ocupar una posición clara en los puntos principales de la red cristalina, formando un sistema ordenado.
Hoy en día, utilizando equipos especiales, los científicos han podido obtener temperaturas sólo unas pocas partes por millón por encima del cero absoluto. Es físicamente imposible alcanzar este valor por sí solo debido a la segunda ley de la termodinámica descrita anteriormente.
El término "temperatura" apareció en una época en la que los físicos pensaban que los cuerpos calientes estaban compuestos en mayor medida de una sustancia específica -calórica- que los mismos cuerpos, pero fríos. Y la temperatura se interpretó como un valor correspondiente a la cantidad de calorías en el cuerpo. Desde entonces, la temperatura de cualquier cuerpo se mide en grados. Pero en realidad es una medida de la energía cinética de las moléculas en movimiento y, en base a esto, debería medirse en julios, de acuerdo con el Sistema de Unidades C.
El concepto de “temperatura cero absoluta” proviene de la segunda ley de la termodinámica. Según él, el proceso de transferencia de calor de un cuerpo frío a uno caliente es imposible. Este concepto fue introducido por el físico inglés W. Thomson. Por sus logros en física, recibió el título de nobleza "Lord" y el título de "Barón Kelvin". En 1848, W. Thomson (Kelvin) propuso utilizar una escala de temperatura en la que tomó como punto de partida la temperatura del cero absoluto, correspondiente al frío extremo, y tomó los grados Celsius como valor de división. La unidad Kelvin es 1/27316 de la temperatura del punto triple del agua (aproximadamente 0 grados C), es decir temperatura a la que agua limpia Se encuentra inmediatamente en tres formas: hielo, agua líquida y vapor. La temperatura es la temperatura más baja posible a la que se detiene el movimiento de las moléculas y ya no es posible extraer energía térmica de una sustancia. Desde entonces la escala temperaturas absolutas comenzó a ser llamado por su nombre.
La temperatura se mide en diferentes escalas.
La escala de temperatura más utilizada se llama escala Celsius. Se basa en dos puntos: en la temperatura de transición de fase del agua de líquido a vapor y de agua a hielo. A. Celsius en 1742 propuso dividir la distancia entre puntos de referencia en 100 intervalos, y tomar el agua como cero, con el punto de congelación en 100 grados. Pero el sueco K. Linnaeus sugirió hacer lo contrario. Desde entonces, el agua se ha congelado a cero grados A. Celsius. Aunque debería hervir exactamente a grados Celsius. El cero absoluto Celsius corresponde a -273,16 grados Celsius.
Hay varias escalas de temperatura más: Fahrenheit, Reaumur, Rankin, Newton, Roemer. Tienen diferentes precios de división. Por ejemplo, la escala Reaumur también se basa en los puntos de referencia de ebullición y congelación del agua, pero tiene 80 divisiones. La escala Fahrenheit, que apareció en 1724, se utiliza en la vida cotidiana sólo en algunos países del mundo, incluido Estados Unidos; una es la temperatura de la mezcla de agua helada y amoníaco y la otra es la temperatura del cuerpo humano. La escala se divide en cien divisiones. Cero Celsius corresponde a 32 La conversión de grados a Fahrenheit se puede realizar mediante la fórmula: F = 1,8 C + 32. Conversión inversa: C = (F - 32)/1,8, donde: F - grados Fahrenheit, C - grados Celsius. Si le da pereza contar, vaya a un servicio en línea para convertir grados Celsius a Fahrenheit. En el cuadro, ingrese el número de grados Celsius, haga clic en "Calcular", seleccione "Fahrenheit" y haga clic en "Iniciar". El resultado aparecerá inmediatamente.
Lleva el nombre del físico inglés (más precisamente escocés) William J. Rankin, contemporáneo de Kelvin y uno de los creadores de la termodinámica técnica. Hay tres puntos importantes en su escala: el comienzo es el cero absoluto, el punto de congelación del agua es 491,67 grados Rankine y el punto de ebullición del agua es 671,67 grados. El número de divisiones entre la congelación del agua y su ebullición tanto para Rankine como para Fahrenheit es 180.
La mayoría de estas escalas son utilizadas exclusivamente por físicos. Y el 40% de los estudiantes de secundaria estadounidenses encuestados hoy dijeron que no saben qué es la temperatura del cero absoluto.
Cuando el parte meteorológico predice temperaturas cercanas a cero grados, no conviene ir a la pista de patinaje: el hielo se derretirá. La temperatura de fusión del hielo se considera cero grados Celsius, la escala de temperatura más común.
Estamos muy familiarizados con la escala negativa de grados Celsius: grados<ниже
нуля>, grados de frío. La temperatura más baja de la Tierra se registró en la Antártida: -88,3°C. Fuera de la Tierra son posibles temperaturas aún más bajas: en la superficie de la Luna, a la medianoche lunar, pueden alcanzar los -160°C.
Pero las temperaturas arbitrariamente bajas no pueden existir en ninguna parte.
La temperatura extremadamente baja, el cero absoluto, corresponde a -273,16° en la escala Celsius.
La escala de temperatura absoluta, la escala Kelvin, parte del cero absoluto. El hielo se derrite a 273,16° Kelvin y el agua hierve a 373,16° K. Por tanto, el grado K es igual al grado C. Pero en la escala Kelvin, todas las temperaturas son positivas.
¿Por qué 0°K es el límite de frío?<пляска>El calor es el movimiento caótico de átomos y moléculas de una sustancia. Cuando una sustancia se enfría, se le elimina energía térmica y se debilita el movimiento aleatorio de las partículas. Finalmente, con un fuerte enfriamiento, la temperatura
las partículas se detiene casi por completo. Los átomos y las moléculas se congelarían por completo a una temperatura que se considera cero absoluto.<идти медленнее, чем стоять на месте>.
Según los principios de la mecánica cuántica, en el cero absoluto el movimiento térmico de las partículas se detendría, pero las partículas mismas no se congelarían, ya que no pueden estar en completo reposo. Por tanto, en el cero absoluto, las partículas aún deben conservar algún tipo de movimiento, lo que se denomina movimiento cero.
Sin embargo, enfriar una sustancia a una temperatura inferior al cero absoluto es una idea tan absurda como, digamos, la intención
Además, incluso alcanzar el cero absoluto exacto es casi imposible. Sólo puedes acercarte a él. Porque de ninguna manera se puede quitar absolutamente toda la energía térmica de una sustancia. Parte de la energía térmica permanece en el enfriamiento más profundo.
¿Cómo se consiguen temperaturas ultrabajas?
Congelar una sustancia es más difícil que calentarla. Esto se puede ver incluso comparando el diseño de una estufa y un refrigerador.
Instalar un refrigerador de helio permanente es bastante complicado.
La investigación se lleva a cabo simplemente en baños con helio líquido. Y para licuar este gas, los físicos utilizan diferentes técnicas. Por ejemplo, el helio preenfriado y comprimido se expande y se libera a través de un orificio delgado hacia una cámara de vacío. Al mismo tiempo, la temperatura disminuye aún más y una parte del gas se convierte en líquido. Es más eficiente no solo expandir el gas enfriado, sino también obligarlo a realizar un trabajo: mover el pistón.
El helio líquido resultante se almacena en termos especiales: matraces Dewar.
El coste de este líquido tan frío (el único que no se congela en el cero absoluto) resulta bastante elevado. Sin embargo, hoy en día el helio líquido se utiliza cada vez más, no sólo en la ciencia, sino también en diversos dispositivos técnicos.
Las temperaturas más bajas se alcanzaron de otra manera. Resulta que las moléculas de algunas sales, por ejemplo el alumbre de potasio y cromo, pueden girar a lo largo de líneas de fuerza magnética. Esta sal se enfría previamente con helio líquido a 1°K y se coloca en un fuerte campo magnético. En este caso, las moléculas giran a lo largo de las líneas de fuerza y el helio líquido elimina el calor liberado. Luego, el campo magnético se elimina abruptamente, las moléculas vuelven a girar en diferentes direcciones y el gas consumido
La temperatura más baja obtenida hasta ahora en la Tierra es de 0,00001° K.
Superfluidez
Una sustancia congelada a temperaturas ultrabajas en baños de helio líquido cambia notablemente. El caucho se vuelve quebradizo, el plomo se vuelve duro como el acero y elástico, muchas aleaciones aumentan la resistencia.
Resulta que a temperaturas ultrabajas las leyes cuánticas del comportamiento de la materia comienzan a tener un efecto notable. Como exige una de estas leyes, la energía puede transferirse de un cuerpo a otro sólo en porciones bien definidas: los cuantos. Hay tan pocos cuantos de calor en el helio líquido que no hay suficientes para todos los átomos. La parte del líquido, desprovista de cuantos de calor, permanece como a temperatura cero absoluto; sus átomos no participan en absoluto en el movimiento térmico aleatorio y no interactúan de ninguna manera con las paredes del recipiente; Esta parte (se llamó helio-H) tiene superfluidez. A medida que la temperatura disminuye, el helio-P se vuelve cada vez más abundante, y en el cero absoluto todo el helio se convertiría en helio-H.
La superfluidez ahora se ha estudiado con gran detalle e incluso se ha encontrado útil aplicación práctica: con su ayuda es posible separar isótopos de helio.
Cerca del cero absoluto se producen cambios extremadamente interesantes en las propiedades eléctricas de algunos materiales.
En 1911, el físico holandés Kamerlingh Onnes hizo un descubrimiento inesperado: resultó que a una temperatura de 4,12 ° K, la resistencia eléctrica del mercurio desaparece por completo. Mercurio se convierte en un superconductor.
La corriente eléctrica inducida en un anillo superconductor no se desvanece y puede fluir casi para siempre.<гроб Магомета>Sobre dicho anillo, una bola superconductora flotará en el aire y no caerá, como en un cuento de hadas.
, porque su gravedad es compensada por la repulsión magnética entre el aro y la bola. Después de todo, una corriente continua en el anillo creará un campo magnético y éste, a su vez, inducirá una corriente eléctrica en la bola y con ella un campo magnético de dirección opuesta.
Además del mercurio, el estaño, el plomo, el zinc y el aluminio tienen una superconductividad cercana al cero absoluto. Esta propiedad se ha encontrado en 23 elementos y más de cien aleaciones diferentes y otros compuestos químicos.
Las temperaturas a las que aparece la superconductividad (temperaturas críticas) cubren un rango bastante amplio: desde 0,35° K (hafnio) hasta 18° K (aleación de niobio y estaño).
El fenómeno de la superconductividad, al igual que la superconductividad.
La fluidez ha sido estudiada en detalle. Se encontraron dependencias de las temperaturas críticas de la estructura interna de los materiales y del campo magnético externo.
Los superconductores forman un sistema de partículas unidas por pares que no pueden dar energía a la red cristalina ni desperdiciar cuantos de energía al calentarla. Los pares de electrones se mueven como si<танцуя>, entre<прутьями решетки>- iones y evitarlos sin colisiones ni transferencia de energía.
La superconductividad se utiliza cada vez más en la tecnología.
Por ejemplo, en la práctica se utilizan solenoides superconductores: bobinas de superconductor sumergidas en helio líquido. Una vez inducida la corriente y, en consecuencia, el campo magnético, se puede almacenar en ellos durante el tiempo que se desee.
Puede alcanzar un tamaño gigantesco: más de 100.000 personas. En el futuro, sin duda aparecerán potentes dispositivos superconductores industriales: motores eléctricos, electroimanes, etc. En la radioelectrónica, los amplificadores y generadores ultrasensibles están empezando a desempeñar un papel importante. ondas electromagnéticas<шумы>, que funcionan especialmente bien en baños con helio líquido: allí el interior<Пути электроники>).
equipo. En la tecnología de computación electrónica, se promete un futuro brillante para los interruptores superconductores de baja potencia: los criotrones (ver art. No es difícil imaginar lo tentador que sería llevar el funcionamiento de tales dispositivos a la región de temperaturas más altas y accesibles. ENúltimamente
En las profundidades de las estrellas
Y ahora echemos un vistazo al reino de lo más caliente del mundo: las profundidades de las estrellas. Donde las temperaturas alcanzan millones de grados.
El movimiento térmico aleatorio en las estrellas es tan intenso que allí no pueden existir átomos enteros: son destruidos en innumerables colisiones.<осколков>Por tanto, una sustancia tan caliente no puede ser ni sólida, ni líquida, ni gaseosa. Se encuentra en estado de plasma, es decir, una mezcla de sustancias cargadas eléctricamente.
Átomos: núcleos atómicos y electrones.
La estrella más cercana a nosotros, el Sol, se compone principalmente de plasma de hidrógeno, que se calienta en las entrañas de la estrella a 10 millones de grados. En tales condiciones, aunque son raros, se producen encuentros cercanos entre núcleos rápidos de hidrógeno y protones. A veces, los protones que se acercan interactúan: una vez superada la repulsión eléctrica, caen en el poder de gigantescas fuerzas nucleares de atracción, que rápidamente<падают>uno encima del otro y fusionarse. Aquí se produce una reestructuración instantánea: en lugar de dos protones, aparecen un deuterón (el núcleo de un isótopo de hidrógeno pesado), un positrón y un neutrino. La energía liberada es de 0,46 millones de electronvoltios (MeV).
Cada protón solar individual puede participar en una reacción de este tipo en promedio una vez cada 14 mil millones de años. Pero hay tantos protones en las entrañas de la luz que aquí y allá se produce este evento improbable y nuestra estrella arde con su llama uniforme y deslumbrante.
La síntesis de deuterones es sólo el primer paso de las transformaciones termonucleares solares. El deuterón recién nacido muy pronto (en promedio después de 5,7 segundos) se combina con otro protón. Aparecen un núcleo ligero de helio y un rayo gamma. radiación electromagnética
. Se liberan 5,48 MeV de energía.
Finalmente, en promedio, una vez cada millón de años, dos núcleos ligeros de helio pueden converger y combinarse. Luego se forma un núcleo de helio ordinario (partícula alfa) y se escinden dos protones. Se liberan 12,85 MeV de energía.<конвейер>Esta tres etapas<сгорает>Las reacciones termonucleares no son las únicas.<золу>Hay otra cadena de transformaciones nucleares, más rápidas. En él participan (sin consumirse) los núcleos atómicos de carbono y nitrógeno. Pero en ambas opciones, las partículas alfa se sintetizan a partir de núcleos de hidrógeno. En sentido figurado, el plasma de hidrógeno del Sol. , convirtiéndose en!
- plasma de helio. Y durante la síntesis de cada gramo de plasma de helio se liberan 175 mil kWh de energía.<худеет>Número enorme<горючего>Cada segundo el Sol emite 4.1033 ergios de energía, perdiendo 4.1012 g (4 millones de toneladas) de materia en peso. Pero la masa total del Sol es de 2.1027 toneladas. Esto significa que en un millón de años, gracias a la radiación, el Sol.
sólo una diezmillonésima parte de su masa. Estas cifras ilustran elocuentemente la eficacia de las reacciones termonucleares y el gigantesco poder calorífico de la energía solar.<зола>- hidrógeno.<горючим>. Entonces se pueden sintetizar núcleos atómicos aún más pesados (carbono e incluso oxígeno) a partir de partículas alfa.
Según muchos científicos, toda nuestra Metagalaxia es también fruto de la fusión termonuclear, que tuvo lugar a una temperatura de mil millones de grados (ver art.<Вселенная вчера, сегодня и завтра>).
Extraordinario poder calorífico de la termonuclear.<горючего>impulsó a los científicos a lograr la implementación artificial de reacciones de fusión nuclear.
<Горючего>- Hay muchos isótopos de hidrógeno en nuestro planeta. Por ejemplo, el tritio, hidrógeno superpesado, se puede producir a partir del metal litio en reactores nucleares. Y el hidrógeno pesado: el deuterio es parte del agua pesada, que se puede extraer del agua corriente.
El hidrógeno pesado extraído de dos vasos de agua ordinaria produciría tanta energía en un reactor termonuclear como la que ahora se produce al quemar un barril de gasolina premium.
La dificultad es precalentar.<горючее>a temperaturas a las que puede encenderse con un potente fuego termonuclear.
Este problema se resolvió por primera vez con la bomba de hidrógeno. Los isótopos de hidrógeno se encienden por explosión bomba atómica, que va acompañado de un calentamiento de la sustancia a muchas decenas de millones de grados. En una de las versiones de la bomba de hidrógeno, el combustible termonuclear es un compuesto químico de hidrógeno pesado con litio ligero: deuteruro de litio ligero. Este polvo blanco, similar a la sal de mesa,<воспламеняясь>de<спички>, que es una bomba atómica, explota instantáneamente y crea una temperatura de cientos de millones de grados.
Para iniciar una reacción termonuclear pacífica, primero hay que aprender a calentar pequeñas dosis de un plasma suficientemente denso de isótopos de hidrógeno a temperaturas de cientos de millones de grados sin los servicios de una bomba atómica. Este problema es uno de los más difíciles de la física aplicada moderna. Científicos de todo el mundo llevan muchos años trabajando en ello.
Ya hemos dicho que es el movimiento caótico de las partículas lo que crea el calentamiento de los cuerpos, y la energía media de su movimiento aleatorio corresponde a la temperatura. Calentar un cuerpo frío significa crear este desorden de cualquier manera.
Imagine dos grupos de corredores corriendo uno hacia el otro. Entonces chocaron, se mezclaron, se enamoraron y comenzó la confusión.
¡Gran desastre!
Pero con este método es imposible un calentamiento posterior del gas, bastante lento y no explosivo, ya que el desorden térmico se propaga instantáneamente en todas direcciones, calentando las paredes de la cámara experimental y el medio ambiente. El calor resultante abandona rápidamente el sistema y es imposible aislarlo.
Si los chorros de gas se sustituyen por flujos de plasma, el problema del aislamiento térmico sigue siendo muy difícil, pero también hay esperanzas de solucionarlo.
Es cierto que el plasma no puede protegerse de la pérdida de calor mediante recipientes fabricados ni siquiera con la sustancia más refractaria. En contacto con paredes sólidas, el plasma caliente se enfría inmediatamente. Pero puedes intentar mantener y calentar el plasma creando su acumulación en el vacío para que no toque las paredes de la cámara, sino que cuelgue en el vacío, sin tocar nada. Aquí deberíamos aprovechar el hecho de que las partículas de plasma no son neutras, como los átomos de un gas, sino que están cargadas eléctricamente. Por tanto, cuando se mueven, están expuestos a fuerzas magnéticas. La tarea que se plantea es crear un campo magnético de configuración especial en el que el plasma caliente cuelgue como si estuviera dentro de una bolsa con paredes invisibles.
La forma más simple Este tipo de energía se crea automáticamente cuando pasan fuertes pulsos a través del plasma. corriente eléctrica. En este caso, se inducen fuerzas magnéticas alrededor del cordón de plasma, que tienden a comprimir el cordón.
El plasma se separa de las paredes del tubo de descarga y, en el eje del cordón, durante la trituración de partículas, la temperatura aumenta a 2 millones de grados.
Otra dirección de los experimentos es el uso de una botella magnética, propuesta en 1952 por el físico soviético G.I. Budker, ahora académico. La botella magnética se coloca en una cámara de corcho, una cámara de vacío cilíndrica equipada con un devanado externo, que se condensa en los extremos de la cámara. La corriente que fluye a través del devanado crea un campo magnético en la cámara. Sus líneas de campo en la parte media son paralelas a las generatrices del cilindro, y en los extremos se comprimen y forman tapones magnéticos. Las partículas de plasma inyectadas en una botella magnética se enrollan alrededor de las líneas de campo y se reflejan en los tapones. Como resultado, el plasma queda retenido dentro de la botella durante algún tiempo. Si la energía de las partículas de plasma introducidas en la botella es lo suficientemente alta y hay muchas, entran en interacciones de fuerza complejas, su movimiento inicialmente ordenado se confunde, se desordena: la temperatura de los núcleos de hidrógeno aumenta a decenas de millones. de grados.
El calentamiento adicional se logra mediante electromagnética.<ударами>por plasma, compresión del campo magnético, etc. Ahora el plasma de núcleos de hidrógeno pesados se calienta a cientos de millones de grados. Es cierto que esto se puede hacer mediante poco tiempo, o con baja densidad plasmática.
Para iniciar una reacción autosostenida, es necesario aumentar aún más la temperatura y la densidad del plasma. Esto es difícil de lograr. Sin embargo, el problema, como están convencidos los científicos, sin duda tiene solución.
GB Anfílov
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