परम शून्य
परम शून्य, वह तापमान जिस पर सिस्टम के सभी घटकों में क्वांटम यांत्रिकी के नियमों द्वारा अनुमत ऊर्जा की न्यूनतम मात्रा होती है; केल्विन तापमान पैमाने पर शून्य, या -273.15°C (-459.67° फ़ारेनहाइट)। इस तापमान पर, सिस्टम की एन्ट्रापी पूर्ण करने के लिए उपयुक्त ऊर्जा की मात्रा है उपयोगी कार्य, - भी शून्य के बराबर है, हालांकि सिस्टम की ऊर्जा की कुल मात्रा शून्य से भिन्न हो सकती है।
वैज्ञानिक और तकनीकी विश्वकोश शब्दकोश.
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तापमान किसी भौतिक शरीर के तापमान की न्यूनतम सीमा है। निरपेक्ष शून्य, केल्विन स्केल जैसे निरपेक्ष तापमान पैमाने के लिए शुरुआती बिंदु के रूप में कार्य करता है। सेल्सियस पैमाने पर, परम शून्य -273 के तापमान से मेल खाता है ... विकिपीडिया
पूर्ण शून्य तापमान- थर्मोडायनामिक तापमान पैमाने की शुरुआत; पानी के नीचे (देखें) 273.16 K (केल्विन) पर स्थित है, अर्थात। 273.16°C (सेल्सियस) के बराबर। परम शून्य प्रकृति का सबसे कम तापमान है और व्यावहारिक रूप से अप्राप्य है... बिग पॉलिटेक्निक इनसाइक्लोपीडिया
यह किसी भौतिक शरीर की न्यूनतम तापमान सीमा है। निरपेक्ष शून्य, केल्विन स्केल जैसे निरपेक्ष तापमान पैमाने के लिए शुरुआती बिंदु के रूप में कार्य करता है। सेल्सियस पैमाने पर, परम शून्य -273.15 डिग्री सेल्सियस के तापमान से मेल खाता है।… विकिपीडिया
पूर्ण शून्य तापमान वह न्यूनतम तापमान सीमा है जो किसी भौतिक शरीर में हो सकती है। निरपेक्ष शून्य, केल्विन स्केल जैसे निरपेक्ष तापमान पैमाने के लिए शुरुआती बिंदु के रूप में कार्य करता है। सेल्सियस पैमाने पर, पूर्ण शून्य ... विकिपीडिया से मेल खाता है
रज्जग. उपेक्षा करना एक तुच्छ, नगण्य व्यक्ति. एफएसआरवाई, 288; बीटीएस, 24; जेडएस 1996, 33...
शून्य- परम शून्य... रूसी मुहावरों का शब्दकोश
शून्य और शून्य संज्ञा, म., प्रयुक्त। तुलना करना अक्सर आकृति विज्ञान: (नहीं) क्या? शून्य और शून्य, क्यों? शून्य और शून्य, (देखें) क्या? शून्य और शून्य, क्या? शून्य और शून्य, किस बारे में? शून्य के बारे में, शून्य; कृपया. क्या? शून्य और शून्य, (नहीं) क्या? शून्य और शून्य, क्यों? शून्य और शून्य, (मैं देखता हूं)… … शब्दकोषदमित्रिएवा
पूर्ण शून्य (शून्य)। रज्जग. उपेक्षा करना एक तुच्छ, नगण्य व्यक्ति. एफएसआरवाई, 288; बीटीएस, 24; जेडएस 1996, 33 वी शून्य। 1. जार्ग. कहते हैं मज़ाक कर रहा हूँ. लोहा। गंभीर नशा के बारे में. युगानोव्स, 471; वखितोव 2003, 22. 2. ज़र्ग। संगीत बिल्कुल, पूर्णतया अनुरूप.... रूसी कहावतों का बड़ा शब्दकोश
निरपेक्ष- पूर्ण बेतुकापन, पूर्ण अधिकार, पूर्ण त्रुटिहीनता, पूर्ण अव्यवस्था, पूर्ण कल्पना, पूर्ण प्रतिरक्षा, पूर्ण नेता, पूर्ण न्यूनतम, पूर्ण सम्राट, पूर्ण नैतिकता, पूर्ण शून्य... रूसी मुहावरों का शब्दकोश
किताबें
- पूर्ण शून्य, पूर्ण पावेल। नेस जाति के पागल वैज्ञानिक की सभी रचनाओं का जीवन बहुत छोटा है। लेकिन अगले प्रयोग के अस्तित्व में रहने का मौका है। आगे उसका क्या इंतजार है?...
पूर्ण शून्य तापमान
पूर्ण शून्य तापमान(कम अक्सर - पूर्ण शून्य तापमान) - न्यूनतम तापमान सीमा जो ब्रह्मांड में एक भौतिक शरीर की हो सकती है। निरपेक्ष शून्य, केल्विन स्केल जैसे निरपेक्ष तापमान पैमाने की उत्पत्ति के रूप में कार्य करता है। 1954 में, वजन और माप पर एक्स जनरल कॉन्फ्रेंस ने एक संदर्भ बिंदु - पानी के त्रिक बिंदु के साथ एक थर्मोडायनामिक तापमान पैमाने की स्थापना की, जिसका तापमान 273.16 K (सटीक) लिया गया, जो 0.01 डिग्री सेल्सियस से मेल खाता है, ताकि सेल्सियस पैमाने पर तापमान परम शून्य -273.15 डिग्री सेल्सियस से मेल खाता है।
घटना पूर्ण शून्य के निकट देखी गई
परम शून्य के करीब तापमान पर, स्थूल स्तर पर विशुद्ध रूप से क्वांटम प्रभाव देखे जा सकते हैं, जैसे:
टिप्पणियाँ
साहित्य
- जी. बर्मिन. पूर्ण शून्य पर आक्रमण. - एम.: "बच्चों का साहित्य", 1983
यह भी देखें
विकिमीडिया फाउंडेशन.
- 2010.
- Goering
क्षपणक
देखें अन्य शब्दकोशों में "पूर्ण शून्य तापमान" क्या है:पूर्ण शून्य तापमान - थर्मोडायनामिक संदर्भ बिंदु। अस्थायी; पानी के त्रिगुण बिंदु तापमान (0.01 डिग्री सेल्सियस) से 273.16 K नीचे (सेल्सियस पैमाने पर शून्य तापमान से 273.15 डिग्री सेल्सियस नीचे, (तापमान पैमाने देखें)। थर्मोडायनामिक तापमान पैमाने का अस्तित्व और ए.एन.टी.… …
भौतिक विश्वकोशपूर्ण शून्य तापमान - थर्मोडायनामिक तापमान पैमाने पर निरपेक्ष तापमान पढ़ने की शुरुआत। निरपेक्ष शून्य पानी के त्रिक बिंदु तापमान से 273.16ºC नीचे स्थित है, जिसे 0.01ºC माना जाता है। पूर्ण शून्य तापमान मौलिक रूप से अप्राप्य है... ...
भौतिक विश्वकोशविश्वकोश शब्दकोश - एब्सोलियूट्यूसिस न्यूलिस स्टेटस टी स्रिटिस एनर्जेटिक एपिब्रेजटिस टर्मोडिनमिनस टेम्परेचरोस एटस्काइटोस प्रेडज़िया, एसांति 273.16 के सेमियाउ ट्रिगुबोजो वैंडेंस टैस्को। अन्य टर्मोडिनमिकोस डेस्नी, एब्सोलियूट्यूसिस न्यूलिस नेपासीकिआमास। Atitikmenys: अंग्रेजी… …
Aiškinamasis šilumės ir Branduolinės technikos टर्मिनस žodynasपूर्ण शून्य तापमान - केल्विन पैमाने पर प्रारंभिक रीडिंग सेल्सियस पैमाने पर 273.16 डिग्री का नकारात्मक तापमान है...
आधुनिक प्राकृतिक विज्ञान की शुरुआत- तापमान, थर्मोडायनामिक तापमान पैमाने पर तापमान पढ़ने की शुरुआत। निरपेक्ष शून्य पानी के त्रिक बिंदु तापमान (0.01°C) से 273.16°C नीचे स्थित है। परम शून्य मौलिक रूप से अप्राप्य है, तापमान लगभग पहुँच चुका है... ... आधुनिक विश्वकोश
आधुनिक प्राकृतिक विज्ञान की शुरुआत- तापमान थर्मोडायनामिक तापमान पैमाने पर तापमान का प्रारंभिक बिंदु है। निरपेक्ष शून्य पानी के त्रिक बिंदु के तापमान से नीचे 273.16.C पर स्थित है, जिसके लिए मान 0.01.C है। पूर्ण शून्य मौलिक रूप से अप्राप्य है (देखें... ... बड़ा विश्वकोश शब्दकोश
आधुनिक प्राकृतिक विज्ञान की शुरुआत- तापमान, गर्मी की अनुपस्थिति को व्यक्त करते हुए, 218 डिग्री सेल्सियस के बराबर है। शब्दकोश विदेशी शब्द, रूसी भाषा में शामिल है। पावलेनकोव एफ., 1907. पूर्ण शून्य तापमान (भौतिक) - न्यूनतम संभव तापमान (273.15 डिग्री सेल्सियस)। बड़ा शब्दकोश... ... रूसी भाषा के विदेशी शब्दों का शब्दकोश
आधुनिक प्राकृतिक विज्ञान की शुरुआत- तापमान, थर्मोडायनामिक तापमान पैमाने पर तापमान की शुरुआत (थर्मोडायनामिक तापमान स्केल देखें)। निरपेक्ष शून्य पानी के त्रिक बिंदु (ट्रिपल बिंदु देखें) के तापमान से 273.16 डिग्री सेल्सियस नीचे स्थित है, जिसके लिए इसे स्वीकार किया जाता है... ... - थर्मोडायनामिक तापमान पैमाने पर निरपेक्ष तापमान पढ़ने की शुरुआत। निरपेक्ष शून्य पानी के त्रिक बिंदु तापमान से 273.16ºC नीचे स्थित है, जिसे 0.01ºC माना जाता है। पूर्ण शून्य तापमान मौलिक रूप से अप्राप्य है... ...
आधुनिक प्राकृतिक विज्ञान की शुरुआत- अत्यंत निम्न तापमान जिस पर अणुओं की तापीय गति रुक जाती है। बॉयल-मैरियट के नियम के अनुसार, एक आदर्श गैस का दबाव और आयतन शून्य के बराबर हो जाता है, और केल्विन पैमाने पर निरपेक्ष तापमान की शुरुआत मानी जाती है... ... पारिस्थितिक शब्दकोश
आधुनिक प्राकृतिक विज्ञान की शुरुआत- पूर्ण तापमान गणना की शुरुआत। 273.16 डिग्री सेल्सियस के अनुरूप है। वर्तमान में, भौतिक प्रयोगशालाओं में पूर्ण शून्य से केवल कुछ मिलियन डिग्री अधिक तापमान प्राप्त करना संभव हो गया है, और इसे कानूनों के अनुसार प्राप्त करना संभव है... ... कोलियर का विश्वकोश
"परम शून्य तापमान" की भौतिक अवधारणा के लिए है आधुनिक विज्ञानबहुत महत्वपूर्ण: अतिचालकता की अवधारणा इसके साथ निकटता से जुड़ी हुई है, जिसकी खोज ने बीसवीं शताब्दी के उत्तरार्ध में एक वास्तविक सनसनी पैदा की।
यह समझने के लिए कि परम शून्य क्या है, आपको जी. फ़ारेनहाइट, ए. सेल्सियस, जे. गे-लुसाक और डब्ल्यू. थॉमसन जैसे प्रसिद्ध भौतिकविदों के कार्यों की ओर रुख करना चाहिए। उन्होंने आज भी उपयोग में आने वाले मुख्य तापमान पैमानों के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई।
अपना तापमान पैमाना प्रस्तावित करने वाले पहले व्यक्ति 1714 में जर्मन भौतिक विज्ञानी जी. फारेनहाइट थे। उसी समय, मिश्रण का तापमान, जिसमें बर्फ और अमोनिया शामिल था, को पूर्ण शून्य के रूप में लिया गया, अर्थात इस पैमाने का सबसे निचला बिंदु। अगला महत्वपूर्ण संकेतक था जो 1000 के बराबर हो गया। तदनुसार, इस पैमाने के प्रत्येक विभाजन को "डिग्री फ़ारेनहाइट" कहा जाता था, और पैमाने को स्वयं "फ़ारेनहाइट स्केल" कहा जाता था।
30 साल बाद, स्वीडिश खगोलशास्त्री ए. सेल्सियस ने अपना स्वयं का तापमान पैमाना प्रस्तावित किया, जहां मुख्य बिंदु बर्फ और पानी का पिघलने का तापमान था। इस पैमाने को "सेल्सियस स्केल" कहा जाता था, यह अभी भी रूस सहित दुनिया के अधिकांश देशों में लोकप्रिय है।
1802 में, अपने प्रसिद्ध प्रयोगों का संचालन करते हुए, फ्रांसीसी वैज्ञानिक जे. गे-लुसाक ने पाया कि स्थिर दबाव पर गैस का आयतन सीधे तापमान पर निर्भर होता है। लेकिन सबसे दिलचस्प बात यह थी कि जब तापमान में 10 सेल्सियस का परिवर्तन हुआ, तो गैस का आयतन उसी मात्रा में बढ़ या घट गया। आवश्यक गणना करने के बाद, गे-लुसाक ने पाया कि यह मान 0C के तापमान पर गैस की मात्रा के 1/273 के बराबर था।
इस कानून ने स्पष्ट निष्कर्ष निकाला: -2730C के बराबर तापमान सबसे कम तापमान है, भले ही आप इसके करीब पहुंचें, इसे हासिल करना असंभव है। यह वह तापमान है जिसे "परम शून्य तापमान" कहा जाता है।
इसके अलावा, पूर्ण शून्य पूर्ण तापमान पैमाने के निर्माण के लिए प्रारंभिक बिंदु बन गया, जिसमें अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी डब्ल्यू थॉमसन, जिन्हें लॉर्ड केल्विन के नाम से भी जाना जाता है, ने सक्रिय भाग लिया।
उनका मुख्य शोध यह साबित करने से संबंधित था कि प्रकृति में कोई भी पिंड पूर्ण शून्य से नीचे ठंडा नहीं किया जा सकता है। उसी समय, उन्होंने सक्रिय रूप से दूसरे का उपयोग किया, इसलिए, 1848 में उनके द्वारा पेश किए गए पूर्ण तापमान पैमाने को थर्मोडायनामिक या "केल्विन स्केल" कहा जाने लगा।
बाद के वर्षों और दशकों में, "पूर्ण शून्य" की अवधारणा का केवल एक संख्यात्मक स्पष्टीकरण हुआ, जिसे कई समझौतों के बाद -273.150C के बराबर माना जाने लगा।
यह भी ध्यान देने योग्य है कि निरपेक्ष शून्य इसमें बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। संपूर्ण मुद्दा यह है कि 1960 में, वजन और माप पर अगले सामान्य सम्मेलन में, थर्मोडायनामिक तापमान की इकाई - केल्विन - माप की छह बुनियादी इकाइयों में से एक बन गई। . उसी समय, यह विशेष रूप से निर्धारित किया गया था कि एक डिग्री केल्विन संख्यात्मक रूप से एक के बराबर है, लेकिन संदर्भ बिंदु "केल्विन के अनुसार" आमतौर पर पूर्ण शून्य माना जाता है, अर्थात -273.150C।
पूर्ण शून्य का मुख्य भौतिक अर्थ यह है कि, बुनियादी भौतिक नियमों के अनुसार, ऐसे तापमान पर परमाणुओं और अणुओं जैसे प्राथमिक कणों की गति की ऊर्जा शून्य होती है, और इस स्थिति में इन समान कणों की किसी भी अराजक गति को शून्य होना चाहिए रोकना। परम शून्य के बराबर तापमान पर, परमाणुओं और अणुओं को क्रिस्टल जाली के मुख्य बिंदुओं पर एक स्पष्ट स्थिति लेनी चाहिए, जिससे एक व्यवस्थित प्रणाली बनेगी।
आजकल, विशेष उपकरणों का उपयोग करके, वैज्ञानिक पूर्ण शून्य से ऊपर प्रति मिलियन केवल कुछ भागों का तापमान प्राप्त करने में सक्षम हैं। ऊपर वर्णित ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम के कारण इस मान को प्राप्त करना शारीरिक रूप से असंभव है।
शब्द "तापमान" ऐसे समय में सामने आया जब भौतिकविदों ने सोचा कि गर्म पिंडों में समान लेकिन ठंडे पिंडों की तुलना में एक विशिष्ट पदार्थ - कैलोरी - अधिक होता है। और तापमान की व्याख्या शरीर में कैलोरी की मात्रा के अनुरूप मूल्य के रूप में की गई थी। तब से, किसी भी पिंड का तापमान डिग्री में मापा जाने लगा है। लेकिन वास्तव में यह गतिमान अणुओं की गतिज ऊर्जा का एक माप है, और इसके आधार पर, इसे इकाइयों की प्रणाली सी के अनुसार जूल में मापा जाना चाहिए।
"परम शून्य तापमान" की अवधारणा ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम से आती है। इसके अनुसार ठंडे पिंड से गर्म पिंड में ऊष्मा स्थानांतरण की प्रक्रिया असंभव है। यह अवधारणा अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी डब्ल्यू थॉमसन द्वारा पेश की गई थी। भौतिकी में उनकी उपलब्धियों के लिए उन्हें कुलीन "लॉर्ड" की उपाधि और "बैरन केल्विन" की उपाधि दी गई। 1848 में, डब्ल्यू थॉमसन (केल्विन) ने एक तापमान पैमाने का उपयोग करने का प्रस्ताव रखा जिसमें उन्होंने अत्यधिक ठंड के अनुरूप पूर्ण शून्य तापमान को प्रारंभिक बिंदु के रूप में लिया, और डिग्री सेल्सियस को विभाजन मान के रूप में लिया। केल्विन इकाई पानी के त्रिक बिंदु (लगभग 0 डिग्री सेल्सियस) के तापमान का 1/27316 है, अर्थात। जिस तापमान पर साफ पानीयह तुरंत तीन रूपों में पाया जाता है: बर्फ, तरल पानी और भाप। तापमान वह न्यूनतम संभव तापमान है जिस पर अणुओं की गति रुक जाती है और किसी पदार्थ से तापीय ऊर्जा निकालना संभव नहीं होता है। तब से पैमाना निरपेक्ष तापमानउनके नाम से पुकारा जाने लगा।
तापमान को विभिन्न पैमानों पर मापा जाता है
सबसे अधिक उपयोग किये जाने वाले तापमान पैमाने को सेल्सियस स्केल कहा जाता है। यह दो बिंदुओं पर बनाया गया है: पानी के तरल से भाप और पानी से बर्फ में चरण संक्रमण के तापमान पर। 1742 में ए. सेल्सियस ने संदर्भ बिंदुओं के बीच की दूरी को 100 अंतरालों में विभाजित करने और पानी को शून्य के रूप में लेने और हिमांक को 100 डिग्री के रूप में लेने का प्रस्ताव रखा। लेकिन स्वीडन के. लिनिअस ने इसके विपरीत करने का सुझाव दिया। तब से, पानी शून्य डिग्री ए.सेल्सियस पर जम गया है। हालाँकि इसे बिल्कुल सेल्सियस पर उबलना चाहिए। पूर्ण शून्य सेल्सियस शून्य से 273.16 डिग्री सेल्सियस से मेल खाता है।
कई और तापमान पैमाने हैं: फ़ारेनहाइट, रेउमुर, रैंकिन, न्यूटन, रोमर। उनकी अलग-अलग डिवीजन कीमतें हैं। उदाहरण के लिए, रेउमुर स्केल भी पानी के उबलने और जमने के संदर्भ बिंदुओं पर बनाया गया है, लेकिन इसमें 80 विभाग हैं। फ़ारेनहाइट पैमाना, जो 1724 में सामने आया, रोजमर्रा की जिंदगी में केवल संयुक्त राज्य अमेरिका सहित दुनिया के कुछ देशों में उपयोग किया जाता है; एक है पानी, बर्फ और अमोनिया के मिश्रण का तापमान और दूसरा है मानव शरीर का तापमान। पैमाने को एक सौ प्रभागों में विभाजित किया गया है। शून्य सेल्सियस 32 से मेल खाता है डिग्री का फ़ारेनहाइट में रूपांतरण सूत्र का उपयोग करके किया जा सकता है: एफ = 1.8 सी + 32। रिवर्स रूपांतरण: सी = (एफ - 32)/1.8, जहां: एफ - डिग्री फ़ारेनहाइट, सी - डिग्री सेल्सियस। यदि आप गिनने में बहुत आलसी हैं, तो सेल्सियस को फ़ारेनहाइट में परिवर्तित करने के लिए एक ऑनलाइन सेवा पर जाएँ। बॉक्स में, डिग्री सेल्सियस की संख्या दर्ज करें, "गणना करें" पर क्लिक करें, "फ़ारेनहाइट" चुनें और "प्रारंभ" पर क्लिक करें। परिणाम तुरंत सामने आ जायेगा.
इसका नाम अंग्रेजी (अधिक सटीक रूप से स्कॉटिश) भौतिक विज्ञानी विलियम जे. रैंकिन के नाम पर रखा गया, जो केल्विन के समकालीन थे और तकनीकी थर्मोडायनामिक्स के रचनाकारों में से एक थे। उसके पैमाने में तीन महत्वपूर्ण बिंदु हैं: शुरुआत पूर्ण शून्य है, पानी का हिमांक बिंदु 491.67 डिग्री रैंकिन है और पानी का क्वथनांक 671.67 डिग्री है। रैंकिन और फ़ारेनहाइट दोनों के लिए पानी के जमने और उबलने के बीच विभाजनों की संख्या 180 है।
इनमें से अधिकांश पैमानों का उपयोग विशेष रूप से भौतिकविदों द्वारा किया जाता है। और आज सर्वेक्षण में शामिल 40% अमेरिकी हाई स्कूल छात्रों ने कहा कि वे नहीं जानते कि पूर्ण शून्य तापमान क्या है।
जब मौसम रिपोर्ट शून्य के करीब तापमान की भविष्यवाणी करती है, तो आपको स्केटिंग रिंक पर नहीं जाना चाहिए: बर्फ पिघल जाएगी। बर्फ के पिघलने का तापमान शून्य डिग्री सेल्सियस माना जाता है, जो सबसे सामान्य तापमान पैमाना है।
हम नकारात्मक डिग्री सेल्सियस पैमाने - डिग्री से बहुत परिचित हैं<ниже
нуля>, ठंड की डिग्री। पृथ्वी पर सबसे कम तापमान अंटार्कटिका में दर्ज किया गया: -88.3°C। पृथ्वी के बाहर भी कम तापमान संभव है: चंद्रमा की सतह पर चंद्र मध्यरात्रि में यह -160 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है।
लेकिन मनमाने ढंग से कम तापमान कहीं भी मौजूद नहीं हो सकता।
अत्यंत निम्न तापमान - पूर्ण शून्य - सेल्सियस पैमाने पर - 273.16° से मेल खाता है।
निरपेक्ष तापमान पैमाना, केल्विन स्केल, निरपेक्ष शून्य से उत्पन्न होता है। बर्फ 273.16° केल्विन पर पिघलती है, और पानी 373.16° K पर उबलता है। इस प्रकार, डिग्री K, डिग्री C के बराबर है। लेकिन केल्विन पैमाने पर, सभी तापमान सकारात्मक होते हैं।
0°K ठंड की सीमा क्यों है?<пляска>ऊष्मा किसी पदार्थ के परमाणुओं और अणुओं की अराजक गति है। जब किसी पदार्थ को ठंडा किया जाता है, तो उसमें से तापीय ऊर्जा निकल जाती है और कणों की यादृच्छिक गति कमजोर हो जाती है। आखिरकार, मजबूत शीतलन के साथ, थर्मल
कण लगभग पूरी तरह से रुक जाते हैं। परमाणु और अणु उस तापमान पर पूरी तरह से जम जाएंगे जिसे परम शून्य माना जाता है।<идти медленнее, чем стоять на месте>.
क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांतों के अनुसार, पूर्ण शून्य पर कणों की तापीय गति समाप्त हो जाएगी, लेकिन कण स्वयं स्थिर नहीं होंगे, क्योंकि वे पूर्ण विश्राम में नहीं हो सकते। इस प्रकार, परम शून्य पर, कणों को अभी भी कुछ प्रकार की गति बनाए रखनी चाहिए, जिसे शून्य गति कहा जाता है।
हालाँकि, किसी पदार्थ को पूर्ण शून्य से नीचे के तापमान पर ठंडा करना उतना ही अर्थहीन विचार है जितना कि इरादा
इसके अलावा, सटीक पूर्ण शून्य प्राप्त करना भी लगभग असंभव है। आप केवल उसके करीब पहुंच सकते हैं। क्योंकि किसी भी तरह से आप किसी पदार्थ से पूरी तरह से सारी तापीय ऊर्जा नहीं छीन सकते। तापीय ऊर्जा का कुछ भाग गहनतम शीतलन पर रहता है।
आप अति निम्न तापमान कैसे प्राप्त करते हैं?
किसी पदार्थ को गर्म करने की तुलना में उसे जमाना अधिक कठिन होता है। इसे स्टोव और रेफ्रिजरेटर के डिज़ाइन की तुलना से भी देखा जा सकता है।
स्थायी हीलियम रेफ्रिजरेटर स्थापित करना काफी कठिन है।
अनुसंधान केवल तरल हीलियम से स्नान में किया जाता है। और इस गैस को द्रवीकृत करने के लिए भौतिक विज्ञानी विभिन्न तकनीकों का उपयोग करते हैं। उदाहरण के लिए, पूर्व-ठंडा और संपीड़ित हीलियम का विस्तार किया जाता है, एक पतले छेद के माध्यम से निर्वात कक्ष में छोड़ा जाता है। इसी समय, तापमान और कम हो जाता है और कुछ गैस तरल में बदल जाती है। यह न केवल ठंडी गैस का विस्तार करने के लिए, बल्कि इसे काम करने के लिए मजबूर करने के लिए भी अधिक कुशल है - पिस्टन को स्थानांतरित करें।
परिणामी तरल हीलियम को विशेष थर्मोसेस - देवर फ्लास्क में संग्रहित किया जाता है।
इस अत्यंत ठंडे तरल (एकमात्र तरल जो पूर्ण शून्य पर नहीं जमता) की कीमत काफी अधिक है। फिर भी, तरल हीलियम का उपयोग इन दिनों अधिक से अधिक व्यापक रूप से किया जाता है, न केवल विज्ञान में, बल्कि विभिन्न तकनीकी उपकरणों में भी।
न्यूनतम तापमान अलग तरीके से हासिल किया गया। यह पता चला है कि कुछ लवणों के अणु, उदाहरण के लिए पोटेशियम क्रोमियम फिटकिरी, चुंबकीय बल रेखाओं के साथ घूम सकते हैं। इस नमक को तरल हीलियम के साथ 1°K तक पहले से ठंडा किया जाता है और एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है। इस मामले में, अणु बल की रेखाओं के साथ घूमते हैं, और जारी गर्मी को तरल हीलियम द्वारा दूर ले जाया जाता है। फिर चुंबकीय क्षेत्र अचानक हटा दिया जाता है, अणु फिर से अलग-अलग दिशाओं में मुड़ जाते हैं, और खर्च हो जाते हैं
पृथ्वी पर अब तक प्राप्त न्यूनतम तापमान 0.00001° K है।
अति तरल
तरल हीलियम के स्नान में अति-निम्न तापमान पर जमे हुए पदार्थ में उल्लेखनीय परिवर्तन होता है। रबर भंगुर हो जाता है, सीसा स्टील की तरह कठोर और लोचदार हो जाता है, कई मिश्र धातुएँ ताकत बढ़ा देती हैं।
यह पता चला है कि अति-निम्न तापमान पर पदार्थ के व्यवहार के क्वांटम नियमों पर ध्यान देने योग्य प्रभाव पड़ने लगता है। जैसा कि इन कानूनों में से एक की आवश्यकता है, ऊर्जा को एक शरीर से दूसरे शरीर में केवल अच्छी तरह से परिभाषित भागों - क्वांटा में स्थानांतरित किया जा सकता है। तरल हीलियम में ऊष्मा क्वांटा इतने कम होते हैं कि ये सभी परमाणुओं के लिए पर्याप्त नहीं होते हैं। तरल का हिस्सा, गर्मी क्वांटा से रहित, पूर्ण शून्य तापमान पर ऐसा रहता है; इसके परमाणु यादृच्छिक तापीय गति में बिल्कुल भी भाग नहीं लेते हैं और बर्तन की दीवारों के साथ किसी भी तरह से बातचीत नहीं करते हैं। इस भाग (इसे हीलियम-एच कहा जाता था) में अतितरलता है। जैसे-जैसे तापमान घटता है, हीलियम-पी अधिक से अधिक प्रचुर मात्रा में हो जाता है, और पूर्ण शून्य पर सभी हीलियम हीलियम-एच में बदल जाएगा।
सुपरफ्लुइडिटी का अब बहुत विस्तार से अध्ययन किया गया है और इसे उपयोगी भी पाया गया है व्यावहारिक अनुप्रयोग: इसकी मदद से हीलियम आइसोटोप को अलग करना संभव है।
पूर्ण शून्य के करीब, कुछ सामग्रियों के विद्युत गुणों में बेहद दिलचस्प परिवर्तन होते हैं।
1911 में, डच भौतिक विज्ञानी कामेरलिंग ओन्स ने एक अप्रत्याशित खोज की: यह पता चला कि 4.12 ° K के तापमान पर, पारा में विद्युत प्रतिरोध पूरी तरह से गायब हो जाता है। पारा अतिचालक बन जाता है।
सुपरकंडक्टिंग रिंग में प्रेरित विद्युत धारा फीकी नहीं पड़ती और लगभग हमेशा के लिए प्रवाहित हो सकती है।<гроб Магомета>ऐसी रिंग के ऊपर, एक सुपरकंडक्टिंग बॉल हवा में तैरती रहेगी और गिरेगी नहीं, किसी परी कथा की तरह
, क्योंकि इसके गुरुत्वाकर्षण की भरपाई रिंग और गेंद के बीच चुंबकीय प्रतिकर्षण से होती है। आख़िरकार, रिंग में एक सतत धारा एक चुंबकीय क्षेत्र बनाएगी, और यह बदले में, गेंद में एक विद्युत धारा प्रेरित करेगी और इसके साथ एक विपरीत दिशा में चुंबकीय क्षेत्र प्रेरित करेगी।
पारा के अलावा, टिन, सीसा, जस्ता और एल्यूमीनियम में पूर्ण शून्य के करीब अतिचालकता होती है। यह गुण 23 तत्वों और सौ से अधिक विभिन्न मिश्र धातुओं और अन्य रासायनिक यौगिकों में पाया गया है।
जिस तापमान पर अतिचालकता प्रकट होती है (महत्वपूर्ण तापमान) वह काफी व्यापक रेंज को कवर करता है - 0.35° K (हेफ़नियम) से 18° K (नाइओबियम-टिन मिश्र धातु) तक।
अतिचालकता की घटना, जैसे अति-
तरलता का विस्तार से अध्ययन किया गया है। सामग्रियों की आंतरिक संरचना और बाहरी चुंबकीय क्षेत्र पर महत्वपूर्ण तापमान की निर्भरता पाई गई।
सुपरकंडक्टर जोड़ीदार बंधे कणों की एक प्रणाली बनाते हैं जो क्रिस्टल जाली को ऊर्जा नहीं दे सकते हैं या इसे गर्म करने पर ऊर्जा क्वांटा बर्बाद नहीं कर सकते हैं। इलेक्ट्रॉनों के जोड़े इस प्रकार गति करते हैं<танцуя>, बीच में<прутьями решетки>- आयन और टकराव और ऊर्जा हस्तांतरण के बिना उन्हें बायपास करते हैं।
प्रौद्योगिकी में अतिचालकता का प्रयोग तेजी से हो रहा है।
उदाहरण के लिए, सुपरकंडक्टिंग सोलनॉइड्स का उपयोग अभ्यास में किया जाता है - तरल हीलियम में डूबे हुए सुपरकंडक्टर के कॉइल। एक बार प्रेरित धारा और, परिणामस्वरूप, एक चुंबकीय क्षेत्र को जब तक वांछित हो तब तक उनमें संग्रहीत किया जा सकता है।
यह विशाल आकार तक पहुँच सकता है - 100,000 से अधिक ओर्स्टेड। भविष्य में, शक्तिशाली औद्योगिक सुपरकंडक्टिंग उपकरण निस्संदेह दिखाई देंगे - इलेक्ट्रिक मोटर, इलेक्ट्रोमैग्नेट, आदि। रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स में, अति-संवेदनशील एम्पलीफायर और जनरेटर एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाने लगे हैं।विद्युत चुम्बकीय तरंगें<шумы>, जो तरल हीलियम के साथ स्नान में विशेष रूप से अच्छी तरह से काम करते हैं - वहां आंतरिक<Пути электроники>).
उपकरण। इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटिंग तकनीक में, कम-शक्ति वाले सुपरकंडक्टिंग स्विच - क्रायोट्रॉन (आर्ट देखें) के लिए एक शानदार भविष्य का वादा किया गया है। यह कल्पना करना मुश्किल नहीं है कि उच्च, अधिक सुलभ तापमान वाले क्षेत्र में ऐसे उपकरणों के संचालन को आगे बढ़ाना कितना आकर्षक होगा। मेंहाल ही में
तारों की गहराइयों में
और अब आइए दुनिया की सबसे गर्म चीज़ के दायरे में देखें - सितारों की गहराई में। जहां तापमान लाखों डिग्री तक पहुंच जाता है.
तारों में यादृच्छिक तापीय गति इतनी तीव्र होती है कि पूरे परमाणु वहां मौजूद नहीं रह सकते: वे अनगिनत टकरावों में नष्ट हो जाते हैं।<осколков>इसलिए जो पदार्थ इतना गर्म है वह न तो ठोस हो सकता है, न तरल, न गैसीय। यह प्लाज़्मा की अवस्था में होता है, यानी विद्युत आवेशित मिश्रण
परमाणु - परमाणु नाभिक और इलेक्ट्रॉन।
हमारे निकटतम तारे, सूर्य में मुख्य रूप से हाइड्रोजन प्लाज्मा होता है, जो तारे की गहराई में 10 मिलियन डिग्री तक गर्म होता है। ऐसी परिस्थितियों में, तेज़ हाइड्रोजन नाभिक - प्रोटॉन का निकट संपर्क, हालांकि दुर्लभ होता है, घटित होता है। कभी-कभी पास आने वाले प्रोटॉन परस्पर क्रिया करते हैं: विद्युत प्रतिकर्षण पर काबू पाने के बाद, वे आकर्षण की विशाल परमाणु शक्तियों की शक्ति में गिर जाते हैं, तेजी से<падают>एक दूसरे के ऊपर और विलीन हो जाएं। यहां एक तात्कालिक पुनर्गठन होता है: दो प्रोटॉन के बजाय, एक ड्यूटेरॉन (एक भारी हाइड्रोजन आइसोटोप का नाभिक), एक पॉज़िट्रॉन और एक न्यूट्रिनो दिखाई देते हैं। जारी ऊर्जा 0.46 मिलियन इलेक्ट्रॉन वोल्ट (MeV) है।
प्रत्येक व्यक्तिगत सौर प्रोटॉन औसतन हर 14 अरब वर्षों में एक बार ऐसी प्रतिक्रिया में प्रवेश कर सकता है। लेकिन प्रकाश की गहराई में इतने सारे प्रोटॉन हैं कि यहां और वहां यह अप्रत्याशित घटना घटती है - और हमारा तारा अपनी सम, चमकदार लौ से जलता है।
ड्यूटेरॉन का संश्लेषण सौर थर्मोन्यूक्लियर परिवर्तनों का पहला चरण है। नवजात ड्यूटेरॉन बहुत जल्द (औसतन 5.7 सेकंड के बाद) दूसरे प्रोटॉन के साथ जुड़ जाता है। एक हल्का हीलियम नाभिक और एक गामा किरण दिखाई देती हैविद्युत चुम्बकीय विकिरण
. 5.48 MeV ऊर्जा निकलती है।
अंत में, औसतन, हर दस लाख वर्ष में एक बार, दो हल्के हीलियम नाभिक एकत्रित और संयोजित हो सकते हैं। फिर साधारण हीलियम (अल्फा कण) का एक नाभिक बनता है और दो प्रोटॉन अलग हो जाते हैं। 12.85 MeV ऊर्जा निकलती है।<конвейер>यह त्रिचरण<сгорает>थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं एकमात्र नहीं हैं।<золу>परमाणु परिवर्तनों की एक और श्रृंखला है, तीव्रतर। कार्बन और नाइट्रोजन के परमाणु नाभिक इसमें भाग लेते हैं (बिना उपभोग किए)। लेकिन दोनों विकल्पों में, अल्फा कणों को हाइड्रोजन नाभिक से संश्लेषित किया जाता है। आलंकारिक रूप से कहें तो, सूर्य का हाइड्रोजन प्लाज्मा , में तब्दील!
- हीलियम प्लाज्मा. और प्रत्येक ग्राम हीलियम प्लाज्मा के संश्लेषण के दौरान 175 हजार kWh ऊर्जा निकलती है।<худеет>बहुत बड़ी संख्या<горючего>प्रत्येक सेकंड सूर्य 4,1033 अर्ग ऊर्जा उत्सर्जित करता है, जिससे वजन में 4,1012 ग्राम (4 मिलियन टन) पदार्थ का नुकसान होता है। लेकिन सूर्य का कुल द्रव्यमान 2,1027 टन है, इसका मतलब है कि एक लाख वर्षों में, सूर्य विकिरण के कारण नष्ट हो जायेगा
इसके द्रव्यमान का केवल दस लाखवाँ भाग। ये आंकड़े थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाओं की प्रभावशीलता और सौर ऊर्जा के विशाल कैलोरी मान को स्पष्ट रूप से दर्शाते हैं।<зола>- हाइड्रोजन.<горючим>. फिर भारी परमाणु नाभिक - कार्बन और यहां तक कि ऑक्सीजन - को अल्फा कणों से संश्लेषित किया जा सकता है।
कई वैज्ञानिकों के अनुसार, हमारी संपूर्ण मेटागैलेक्सी भी थर्मोन्यूक्लियर संलयन का फल है, जो एक अरब डिग्री के तापमान पर हुआ था (कला देखें)।<Вселенная вчера, сегодня и завтра>).
थर्मोन्यूक्लियर का असाधारण कैलोरी मान<горючего>वैज्ञानिकों को परमाणु संलयन प्रतिक्रियाओं के कृत्रिम कार्यान्वयन को प्राप्त करने के लिए प्रेरित किया।
<Горючего>- हमारे ग्रह पर कई हाइड्रोजन आइसोटोप हैं। उदाहरण के लिए, परमाणु रिएक्टरों में धातु लिथियम से अतिभारी हाइड्रोजन ट्रिटियम का उत्पादन किया जा सकता है। और भारी हाइड्रोजन - ड्यूटेरियम भारी पानी का हिस्सा है, जिसे साधारण पानी से निकाला जा सकता है।
दो गिलास साधारण पानी से निकाला गया भारी हाइड्रोजन थर्मोन्यूक्लियर रिएक्टर में उतनी ही ऊर्जा प्रदान करेगा जितनी वर्तमान में प्रीमियम गैसोलीन के एक बैरल को जलाने से उत्पन्न होती है।
कठिनाई पहले से गरम करने की है<горючее>ऐसे तापमान पर जिस पर यह शक्तिशाली थर्मोन्यूक्लियर आग से प्रज्वलित हो सकता है।
इस समस्या का समाधान सबसे पहले हाइड्रोजन बम में हुआ था। वहां हाइड्रोजन के आइसोटोप विस्फोट से प्रज्वलित होते हैं परमाणु बम, जो पदार्थ के कई दसियों लाख डिग्री तक गर्म होने के साथ होता है। हाइड्रोजन बम के एक संस्करण में, थर्मोन्यूक्लियर ईंधन हल्के लिथियम - हल्के लिथियम ड्यूटेराइड के साथ भारी हाइड्रोजन का एक रासायनिक यौगिक है। यह सफेद पाउडर, टेबल नमक के समान,<воспламеняясь>से<спички>जो कि एक परमाणु बम है, तुरंत फट जाता है और करोड़ों डिग्री का तापमान पैदा कर देता है।
एक शांतिपूर्ण थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए, किसी को पहले यह सीखना होगा कि परमाणु बम की सेवाओं के बिना हाइड्रोजन आइसोटोप के पर्याप्त घने प्लाज्मा की छोटी खुराक को सैकड़ों लाखों डिग्री के तापमान तक कैसे गर्म किया जाए। यह समस्या आधुनिक व्यावहारिक भौतिकी में सबसे कठिन समस्याओं में से एक है। दुनिया भर के वैज्ञानिक कई सालों से इस पर काम कर रहे हैं।
हम पहले ही कह चुके हैं कि यह कणों की अराजक गति है जो पिंडों का ताप पैदा करती है, और उनकी यादृच्छिक गति की औसत ऊर्जा तापमान से मेल खाती है। ठंडे शरीर को गर्म करने का मतलब है किसी भी तरह से इस विकार को पैदा करना।
कल्पना कीजिए कि धावकों के दो समूह एक-दूसरे की ओर दौड़ रहे हैं। इसलिए वे टकराए, घुल-मिल गए, क्रश और भ्रम शुरू हो गया।
बड़ी गड़बड़ी!
लेकिन इस विधि के साथ, गैस का आगे, बल्कि धीमी गति से, गैर-विस्फोटक ताप असंभव है, क्योंकि थर्मल विकार तुरंत सभी दिशाओं में फैलता है, प्रायोगिक कक्ष की दीवारों और पर्यावरण को गर्म करता है। परिणामस्वरूप गर्मी जल्दी से सिस्टम छोड़ देती है, और इसे अलग करना असंभव है।
यदि गैस जेट को प्लाज्मा प्रवाह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, तो थर्मल इन्सुलेशन की समस्या बहुत कठिन बनी रहती है, लेकिन इसके समाधान की भी उम्मीद है।
सच है, प्लाज्मा को सबसे दुर्दम्य पदार्थ से बने जहाजों द्वारा गर्मी के नुकसान से बचाया नहीं जा सकता है। जब गर्म प्लाज्मा ठोस दीवारों के संपर्क में आता है, तो यह तुरंत ठंडा हो जाता है। लेकिन आप निर्वात में प्लाज्मा का संचय बनाकर उसे पकड़ने और गर्म करने का प्रयास कर सकते हैं ताकि यह कक्ष की दीवारों को न छुए, बल्कि शून्य में लटका रहे, बिना किसी चीज को छुए। यहां हमें इस तथ्य का लाभ उठाना चाहिए कि प्लाज्मा कण गैस परमाणुओं की तरह तटस्थ नहीं होते हैं, बल्कि विद्युत रूप से चार्ज होते हैं। इसलिए, चलते समय, वे चुंबकीय शक्तियों के संपर्क में आते हैं। कार्य उठता है: एक विशेष विन्यास का चुंबकीय क्षेत्र बनाना जिसमें गर्म प्लाज्मा अदृश्य दीवारों वाले बैग में लटका होगा।
सबसे सरल रूपइस प्रकार की ऊर्जा स्वचालित रूप से तब निर्मित होती है जब मजबूत स्पंदों को प्लाज्मा से गुजारा जाता है विद्युत धारा. इस मामले में, प्लाज्मा कॉर्ड के चारों ओर चुंबकीय बल प्रेरित होते हैं, जो कॉर्ड को संपीड़ित करते हैं।
प्लाज्मा को डिस्चार्ज ट्यूब की दीवारों से अलग किया जाता है, और कणों के कुचलने पर कॉर्ड की धुरी पर तापमान 2 मिलियन डिग्री तक बढ़ जाता है।
प्रयोगों की एक अन्य दिशा चुंबकीय बोतल का उपयोग है, जिसे 1952 में सोवियत भौतिक विज्ञानी जी.आई. बुडकर, जो अब एक शिक्षाविद् हैं, द्वारा प्रस्तावित किया गया था। चुंबकीय बोतल को कॉर्क कक्ष में रखा जाता है - एक बेलनाकार निर्वात कक्ष जो बाहरी वाइंडिंग से सुसज्जित होता है, जो कक्ष के सिरों पर संघनित होता है। वाइंडिंग के माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा कक्ष में एक चुंबकीय क्षेत्र बनाती है। मध्य भाग में इसकी क्षेत्र रेखाएँ सिलेंडर के जनरेटर के समानांतर स्थित होती हैं, और सिरों पर वे संपीड़ित होती हैं और चुंबकीय प्लग बनाती हैं। चुंबकीय बोतल में डाले गए प्लाज्मा कण क्षेत्र रेखाओं के चारों ओर घूमते हैं और प्लग से परावर्तित होते हैं। परिणामस्वरूप, प्लाज्मा कुछ समय के लिए बोतल के अंदर बरकरार रहता है। यदि बोतल में डाले गए प्लाज़्मा कणों की ऊर्जा काफी अधिक है और उनमें से बहुत सारे हैं, तो वे जटिल बल अंतःक्रियाओं में प्रवेश करते हैं, उनकी प्रारंभिक क्रमबद्ध गति भ्रमित हो जाती है, अव्यवस्थित हो जाती है - हाइड्रोजन नाभिक का तापमान दसियों लाख तक बढ़ जाता है डिग्रियों का.
विद्युत चुम्बकीय द्वारा अतिरिक्त ताप प्राप्त किया जाता है<ударами>प्लाज्मा, चुंबकीय क्षेत्र के संपीड़न आदि द्वारा। अब भारी हाइड्रोजन नाभिक के प्लाज्मा को सैकड़ों लाखों डिग्री तक गर्म किया जाता है। सच है, यह या तो किया जा सकता है कम समय, या कम प्लाज्मा घनत्व पर।
आत्मनिर्भर प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए, प्लाज्मा का तापमान और घनत्व और बढ़ाना होगा। इसे हासिल करना कठिन है. हालाँकि, समस्या, जैसा कि वैज्ञानिक आश्वस्त हैं, निस्संदेह हल करने योग्य है।
जी.बी. अनफिलोव
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