ABSOLUTNA NIČLA
ABSOLUTNA NIČLA, temperatura, pri kateri imajo vse komponente sistema najmanjšo količino energije, ki jo dovoljujejo zakoni KVANTNE MEHANIKE; nič na Kelvinovi temperaturni lestvici ali -273,15°C (-459,67° Fahrenheita). Pri tej temperaturi je entropija sistema količina energije, ki je primerna za dokončanje koristno delo, - je prav tako enako nič, čeprav je skupna količina energije sistema lahko drugačna od nič.
Znanstveni in tehnični enciklopedični slovar.
Poglejte, kaj je "ABSOLUTE ZERO" v drugih slovarjih:
Temperatura je najnižja meja temperature, ki jo lahko ima fizično telo. Absolutna ničla služi kot izhodišče za absolutno temperaturno lestvico, kot je Kelvinova lestvica. Na Celzijevi lestvici absolutna ničla ustreza temperaturi −273 ... Wikipedia
ABSOLUTNA NIČELNA TEMPERATURA- začetek termodinamične temperaturne skale; ki se nahaja pri 273,16 K (Kelvin) pod (glej) vodo, tj. enako 273,16 °C (Celzija). Absolutna ničla je najnižja temperatura v naravi in praktično nedosegljiva... Velika politehnična enciklopedija
To je najnižja meja temperature, ki jo lahko ima fizično telo. Absolutna ničla služi kot izhodišče za absolutno temperaturno lestvico, kot je Kelvinova lestvica. Na Celzijevi lestvici absolutna ničla ustreza temperaturi −273,15 °C.… … Wikipedia
Temperatura absolutne ničle je najnižja temperaturna meja, ki jo lahko ima fizično telo. Absolutna ničla služi kot izhodišče za absolutno temperaturno lestvico, kot je Kelvinova lestvica. Na Celzijevi lestvici absolutna ničla ustreza... ... Wikipediji
Razg. Zanemarjanje Nepomembna, nepomembna oseba. FSRJ, 288; BTS, 24; ZS 1996, 33 ...
nič- absolutna ničla... Slovar ruskih idiomov
Nič in ničelni samostalnik, m., rabljen. primerjati pogosto Morfologija: (ne) kaj? nič in nič, zakaj? nič in nič, (glej) kaj? nula in nula, kaj? nula in nula, kaj pa? o ničli, nič; pl. Kaj? ničle in ničle, (ne)česa? nule in nule, zakaj? ničle in ničle, (vidim) … … Slovar Dmitrieva
Absolutna ničla (ničla). Razg. Zanemarjanje Nepomembna, nepomembna oseba. FSRJ, 288; BTS, 24; ZS 1996, 33 V nič. 1. Jarg. pravijo šala železo. O hudi zastrupitvi. Yuganovs, 471; Vahitov 2003, 22. 2. Žarg. glasba Točno, v popolnem skladu z ... ... Velik slovar ruskih izrekov
absolutno- absolutni absurd, absolutna avtoriteta, absolutna brezhibnost, absolutni nered, absolutna fikcija, absolutna imuniteta, absolutni vodja, absolutni minimum, absolutni monarh, absolutna morala, absolutna nič… … Slovar ruskih idiomov
knjige
- Absolutna ničla, absolutni Pavel. Življenje vseh stvaritev norega znanstvenika rase Nes je zelo kratko. Toda naslednji poskus ima možnost obstoja. Kaj ga čaka naprej?...
Temperatura absolutne ničle
Temperatura absolutne ničle(manj pogosto - temperatura absolutne ničle) - najnižja temperaturna meja, ki jo lahko ima fizično telo v vesolju. Absolutna ničla služi kot izvor absolutne temperaturne lestvice, kot je Kelvinova lestvica. Leta 1954 je X. generalna konferenca za uteži in mere določila termodinamično temperaturno lestvico z eno referenčno točko - trojno točko vode, katere temperatura je bila vzeta na 273,16 K (natančno), kar ustreza 0,01 °C, tako da na Celzijevi lestvici temperatura ustreza absolutni ničli −273,15 °C.
Pojavi, opaženi blizu absolutne ničle
Pri temperaturah blizu absolutne ničle lahko na makroskopski ravni opazimo čisto kvantne učinke, kot so:
Opombe
Literatura
- G. Burmin. Napad na absolutno ničlo. - M.: "Otroška književnost", 1983
Glej tudi
Fundacija Wikimedia.
- 2010.
- Goering
Kshapanaka
Oglejte si, kaj je "temperatura absolutne ničle" v drugih slovarjih: ABSOLUTNA NIČELNA TEMPERATURA - termodinamična referenčna točka. temp; ki se nahaja 273,16 K pod temperaturo trojne točke (0,01 °C) vode (273,15 °C pod ničelno temperaturo na Celzijevi lestvici, (glej TEMPERATURNE LESTVICE). Obstoj termodinamične temperaturne lestvice in A. n. T.… …
Fizična enciklopedija temperatura absolutne ničle - začetek odčitka absolutne temperature na termodinamični temperaturni skali. Absolutna ničla se nahaja 273,16 °C pod temperaturo trojne točke vode, za katero se predpostavlja, da je 0,01 °C. Temperatura absolutne ničle je načeloma nedosegljiva... ...
Fizična enciklopedija Enciklopedični slovar - 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: angl.… …
Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas Temperatura absolutne ničle - začetni odčitek na Kelvinovi lestvici je negativna temperatura 273,16 stopinj na Celzijevi lestvici...
Začetki modernega naravoslovja- temperatura, začetek odčitka temperature na termodinamični temperaturni skali. Absolutna ničla se nahaja 273,16 °C pod temperaturo trojne točke vode (0,01 °C). Absolutna ničla je načeloma nedosegljiva, temperature so že skoraj dosežene... ... Sodobna enciklopedija
Začetki modernega naravoslovja- temperatura je začetek odčitka temperature na termodinamični temperaturni skali. Absolutna ničla se nahaja pri 273,16.C pod temperaturo trojne točke vode, za katero je vrednost 0,01.C. Absolutna ničla je načeloma nedosegljiva (glej... ... Veliki enciklopedični slovar
Začetki modernega naravoslovja- temperatura, ki izraža odsotnost toplote, je enaka 218 ° C. Slovar tuje besede, vključeno v ruski jezik. Pavlenkov F., 1907. absolutna ničelna temperatura (fizikalna) - najnižja možna temperatura (273,15°C). Velik slovar..... Slovar tujih besed ruskega jezika
Začetki modernega naravoslovja- temperatura, začetek temperature na termodinamični temperaturni lestvici (glej TERMODINAMIČNA TEMPERATURNA LESTVICA). Absolutna ničla se nahaja 273,16 °C pod temperaturo trojne točke (glej TROJNA TOČKA) vode, za katero velja ... ... - začetek odčitka absolutne temperature na termodinamični temperaturni skali. Absolutna ničla se nahaja 273,16 °C pod temperaturo trojne točke vode, za katero se predpostavlja, da je 0,01 °C. Temperatura absolutne ničle je načeloma nedosegljiva... ...
Začetki modernega naravoslovja- izjemno nizka temperatura, pri kateri se toplotno gibanje molekul ustavi. Tlak in prostornina idealnega plina po Boyle-Mariottovem zakonu postaneta enaka nič, začetek absolutne temperature na Kelvinovi lestvici pa je ... ... Ekološki slovar
Začetki modernega naravoslovja- začetek štetja absolutne temperature. Ustreza 273,16° C. Trenutno je bilo v fizičnih laboratorijih mogoče doseči temperaturo, ki presega absolutno ničlo le za nekaj milijonink stopinje, in jo doseči v skladu z zakoni... ... Collierjeva enciklopedija
Fizični koncept "temperature absolutne ničle" ima za moderna znanost zelo pomembno: z njim je tesno povezan koncept superprevodnosti, katerega odkritje je povzročilo pravo senzacijo v drugi polovici dvajsetega stoletja.
Da bi razumeli, kaj je absolutna ničla, se morate obrniti na dela znanih fizikov, kot so G. Fahrenheit, A. Celsius, J. Gay-Lussac in W. Thomson. Imeli so ključno vlogo pri ustvarjanju glavnih temperaturnih lestvic, ki se uporabljajo še danes.
Prvi, ki je predlagal svojo temperaturno lestvico, je bil leta 1714 nemški fizik G. Fahrenheit. Hkrati je bila temperatura mešanice, ki je vključevala sneg in amoniak, vzeta za absolutno ničlo, torej kot najnižjo točko te lestvice. Naslednji pomemben indikator je bil enak 1000. V skladu s tem se je vsaka delitev te lestvice imenovala "stopinja Fahrenheita", sama lestvica pa "Fahrenheitova lestvica".
30 let kasneje je švedski astronom A. Celsius predlagal svojo temperaturno lestvico, kjer so bile glavne točke tališča ledu in vode. Ta lestvica je bila imenovana "Celzijeva lestvica", še vedno je priljubljena v večini držav sveta, vključno z Rusijo.
Leta 1802 je francoski znanstvenik J. Gay-Lussac med izvajanjem svojih slavnih poskusov ugotovil, da je prostornina plina pri konstantnem tlaku neposredno odvisna od temperature. Toda najbolj radovedna stvar je bila, da se je ob spremembi temperature za 10 Celzija prostornina plina povečala ali zmanjšala za enako količino. Po potrebnih izračunih je Gay-Lussac ugotovil, da je ta vrednost enaka 1/273 volumna plina pri temperaturi 0 C.
Ta zakon je vodil do očitnega zaključka: temperatura enaka -2730C je najnižja temperatura, tudi če se ji približate, je nemogoče doseči. Ta temperatura se imenuje "temperatura absolutne ničle".
Poleg tega je absolutna ničla postala izhodišče za nastanek absolutne temperaturne lestvice, pri kateri je aktivno sodeloval angleški fizik W. Thomson, znan tudi kot Lord Kelvin.
Njegova glavna raziskava se je nanašala na dokazovanje, da nobenega telesa v naravi ni mogoče ohladiti pod absolutno ničlo. Hkrati je aktivno uporabljal drugo, zato se je absolutna temperaturna lestvica, ki jo je uvedel leta 1848, začela imenovati termodinamična ali "Kelvinova lestvica".
V naslednjih letih in desetletjih je prišlo le do numerične razjasnitve koncepta "absolutne ničle", ki se je po številnih dogovorih začela šteti za enako -273,150C.
Omeniti velja tudi, da ima absolutna ničla zelo pomembno vlogo pri Celotno bistvo je, da je leta 1960 na naslednji Generalni konferenci za uteži in mere enota za termodinamično temperaturo - kelvin - postala ena od šestih osnovnih merskih enot. . Ob tem je bilo posebej določeno, da je ena stopinja Kelvina številčno enaka ena, vendar se za referenčno točko »po Kelvinu« običajno šteje absolutna ničla, to je -273,150C.
Glavni fizikalni pomen absolutne ničle je, da je po osnovnih fizikalnih zakonih pri taki temperaturi energija gibanja elementarnih delcev, kot so atomi in molekule, enaka nič, in bi moralo v tem primeru vsako kaotično gibanje teh istih delcev prenehati. Pri temperaturi, ki je enaka absolutni ničli, morajo atomi in molekule zavzeti jasen položaj na glavnih točkah kristalne mreže in tvoriti urejen sistem.
Dandanes je znanstvenikom uspelo z uporabo posebne opreme doseči temperature, ki so le nekaj delcev na milijon nad absolutno ničlo. Zaradi zgoraj opisanega drugega zakona termodinamike je to vrednost fizično nemogoče doseči sam.
Izraz "temperatura" se je pojavil v času, ko so fiziki mislili, da so topla telesa sestavljena iz več specifične snovi - kalorij - kot ista telesa, vendar hladna. In temperaturo so interpretirali kot vrednost, ki ustreza količini kalorij v telesu. Od takrat se temperatura katerega koli telesa meri v stopinjah. Toda v resnici je merilo kinetične energije gibajočih se molekul in na podlagi tega bi jo bilo treba meriti v Joulih v skladu s sistemom enot C.
Koncept "temperature absolutne ničle" izhaja iz drugega zakona termodinamike. Po njem je proces prenosa toplote s hladnega telesa na vroče nemogoč. Ta koncept je uvedel angleški fizik W. Thomson. Za svoje dosežke v fiziki je prejel plemiški naziv "Lord" in naziv "Baron Kelvin". Leta 1848 je W. Thomson (Kelvin) predlagal uporabo temperaturne lestvice, pri kateri je za izhodišče vzel temperaturo absolutne ničle, ki ustreza ekstremnemu mrazu, kot vrednost delitve pa stopinje Celzija. Enota Kelvin je 1/27316 temperature trojne točke vode (približno 0 stopinj C), tj. temperatura, pri kateri čisto vodo Takoj ga najdemo v treh oblikah: led, tekoča voda in para. temperatura je najnižja možna nizka temperatura, pri kateri se gibanje molekul ustavi in iz snovi ni več mogoče pridobivati toplotne energije. Od takrat lestvica absolutne temperature začeli klicati po njegovem imenu.
Temperaturo merimo na različnih lestvicah
Najpogosteje uporabljena temperaturna lestvica se imenuje Celzijeva lestvica. Zgrajena je na dveh točkah: na temperaturi faznega prehoda vode iz tekočine v paro in vode v led. A. Celsius je leta 1742 predlagal razdelitev razdalje med referenčnimi točkami na 100 intervalov in vodo vzeti za nič, pri čemer je zmrzišče 100 stopinj. Toda Šved K. Linnaeus je predlagal, da bi storili nasprotno. Od takrat je voda zmrznila pri nič stopinj A. Celzija. Čeprav bi moralo vreti točno pri Celziju. Absolutna ničla Celzija ustreza minus 273,16 stopinj Celzija.
Obstaja več temperaturnih lestvic: Fahrenheit, Reaumur, Rankin, Newton, Roemer. Imajo različne delitvene cene. Na primer, Reaumurjeva lestvica je zgrajena tudi na referenčnih točkah vrenja in zmrzovanja vode, vendar ima 80 razdelkov. Fahrenheitova lestvica, ki se je pojavila leta 1724, se v vsakdanjem življenju uporablja le v nekaterih državah sveta, vključno z ZDA; ena je temperatura mešanice vodnega ledu in amoniaka, druga pa temperatura človeškega telesa. Lestvica je razdeljena na sto razdelkov. Nič Celzija ustreza 32. Pretvorbo stopinj v Fahrenheite lahko izvedete z uporabo formule: F = 1,8 C + 32. Obratna pretvorba: C = (F - 32)/1,8, kjer: F - stopinje Fahrenheita, C - stopinje Celzija. Če ste preleni za štetje, pojdite na spletno storitev za pretvorbo Celzija v Fahrenheite. V polje vnesite število stopinj Celzija, kliknite »Izračunaj«, izberite »Fahrenheit« in kliknite »Začni«. Rezultat se pojavi takoj.
Poimenovana po angleškem (natančneje škotskem) fiziku Williamu J. Rankinu, ki je bil Kelvinov sodobnik in eden od ustvarjalcev tehnične termodinamike. Na njegovi lestvici so tri pomembne točke: začetek je absolutna ničla, zmrzišče vode je 491,67 stopinj Rankine in vrelišče vode 671,67 stopinj. Število razdelkov med zmrzovanjem vode in njenim vrenjem za Rankine in Fahrenheit je 180.
Večino teh lestvic uporabljajo izključno fiziki. In 40 % ameriških srednješolcev, anketiranih danes, je reklo, da ne vedo, kaj je temperatura absolutne ničle.
Ko vremensko poročilo napoveduje temperature blizu ničle, ne hodite na drsališče: led se bo stopil. Temperatura taljenja ledu je najpogostejša temperaturna lestvica nič stopinj Celzija.
Zelo dobro poznamo lestvico negativnih stopinj Celzija – stopinj<ниже
нуля>, stopinje mraza. Najnižjo temperaturo na Zemlji so izmerili na Antarktiki: -88,3°C. Zunaj Zemlje so možne še nižje temperature: na površini Lune ob lunini polnoči lahko dosežejo -160°C.
A poljubno nizke temperature ne morejo biti nikjer.
Izjemno nizka temperatura - absolutna ničla - ustreza -273,16° na Celzijevi lestvici.
Absolutna temperaturna lestvica, Kelvinova lestvica, izvira iz absolutne ničle. Led se tali pri 273,16° Kelvina, voda pa vre pri 373,16° K. Tako je stopinja K enaka stopinji C. Toda na Kelvinovi lestvici so vse temperature pozitivne.
Zakaj je 0°K meja mraza?<пляска>Toplota je kaotično gibanje atomov in molekul snovi. Ko se snov ohladi, se ji odvzame toplotna energija, naključno gibanje delcev pa oslabi. Sčasoma, z močnim hlajenjem, termično
delcev se skoraj popolnoma ustavi. Atomi in molekule bi popolnoma zmrznili pri temperaturi, ki velja za absolutno ničlo.<идти медленнее, чем стоять на месте>.
Po načelih kvantne mehanike bi pri absolutni ničli toplotno gibanje delcev prenehalo, sami delci pa ne bi zamrznili, saj ne morejo popolnoma mirovati. Tako morajo pri absolutni ničli delci še vedno ohraniti nekakšno gibanje, ki se imenuje ničelno gibanje.
Toda ohladiti snov na temperaturo pod absolutno ničlo je ideja tako nesmiselna kot na primer namen
Poleg tega je skoraj nemogoče doseči natančno absolutno ničlo. Lahko se mu samo približaš. Ker snovi nikakor ne morete odvzeti absolutno vse toplotne energije. Nekaj toplotne energije ostane pri najglobljem ohlajanju.
Kako dosežete ultra nizke temperature?
Zamrzovanje snovi je težje kot segrevanje. To je razvidno tudi iz primerjave zasnove štedilnika in hladilnika.
Postavitev stalnega hladilnika s helijem je precej težka.
Raziskave potekajo preprosto v kopeli s tekočim helijem. Za utekočinjenje tega plina fiziki uporabljajo različne tehnike. Na primer, predhodno ohlajen in stisnjen helij se razširi, sprosti skozi tanko luknjo v vakuumsko komoro. Hkrati se temperatura še zniža in del plina se spremeni v tekočino. Učinkoviteje je ne samo razširiti ohlajen plin, temveč ga tudi prisiliti k delu - premakniti bat.
Nastali tekoči helij je shranjen v posebnih termozah - Dewarovih bučkah.
Stroški te zelo hladne tekočine (edina, ki ne zmrzne pri absolutni ničli) se izkažejo za precej visoke. Kljub temu se tekoči helij dandanes vedno bolj uporablja, ne le v znanosti, ampak tudi v različnih tehničnih napravah.
Najnižje temperature so bile dosežene na drugačen način. Izkazalo se je, da se lahko molekule nekaterih soli, na primer kalijevega kromovega galuna, vrtijo vzdolž magnetnih silnic. To sol predhodno ohladimo s tekočim helijem na 1°K in postavimo v močno magnetno polje. V tem primeru se molekule vrtijo vzdolž silnic, sproščeno toploto pa odvzame tekoči helij. Nato se magnetno polje nenadoma odstrani, molekule se spet obrnejo v različne smeri in
Najnižja dosežena temperatura na Zemlji je 0,00001° K.
Superfluidnost
Snov, zamrznjena na ultranizke temperature v kopeli s tekočim helijem, se opazno spremeni. Guma postane krhka, svinec postane trd kot jeklo in elastičen, mnoge zlitine povečajo trdnost.
Izkazalo se je, da pri ultra nizkih temperaturah začnejo opazno vplivati kvantni zakoni obnašanja snovi. Kot zahteva eden od teh zakonov, se lahko energija prenaša iz telesa v telo le v točno določenih delih - kvantih. V tekočem heliju je toplotnih kvantov tako malo, da jih ni dovolj za vse atome. Del tekočine, ki je brez toplotnih kvantov, ostane pri absolutni ničelni temperaturi; njeni atomi sploh ne sodelujejo pri naključnem toplotnem gibanju in na noben način ne vplivajo na stene posode. Ta del (imenovali so ga helij-H) ima superfluidnost. Ko se temperatura znižuje, postaja helij-P vedno bolj bogat in pri absolutni ničli bi se ves helij spremenil v helij-H.
Superfluidnost je bila zdaj zelo podrobno raziskana in celo uporabna praktična uporaba: z njegovo pomočjo je mogoče ločiti izotope helija.
V bližini absolutne ničle pride do izjemno zanimivih sprememb v električnih lastnostih nekaterih materialov.
Leta 1911 je nizozemski fizik Kamerlingh Onnes naredil nepričakovano odkritje: izkazalo se je, da pri temperaturi 4,12 ° K električni upor v živem srebru popolnoma izgine. Živo srebro postane superprevodnik.
Električni tok, induciran v superprevodnem obroču, ne izgine in lahko teče skoraj vedno.<гроб Магомета>Nad takim obročem bo superprevodna krogla lebdela v zraku in ne padla, kot iz pravljice
, ker je njegova gravitacija kompenzirana z magnetnim odbojem med obročem in kroglo. Navsezadnje bo neprekinjen tok v obroču ustvaril magnetno polje, to pa bo v krogli induciralo električni tok in s tem nasprotno usmerjeno magnetno polje.
Poleg živega srebra imajo superprevodnost blizu absolutne ničle tudi kositer, svinec, cink in aluminij. To lastnost so ugotovili pri 23 elementih in več kot sto različnih zlitinah in drugih kemičnih spojinah.
Temperature, pri katerih se pojavi superprevodnost (kritične temperature), pokrivajo precej širok razpon - od 0,35° K (hafnij) do 18° K (niobij-kositrna zlitina).
Pojav superprevodnosti, kot je super-
pretočnost je bila podrobno raziskana. Ugotovljene so bile odvisnosti kritičnih temperatur od notranje strukture materialov in zunanjega magnetnega polja.
superprevodnik tvorijo sistem po parih vezanih delcev, ki ne morejo dati energije kristalni mreži ali pa zapravljajo kvantov energije za njeno segrevanje. Pari elektronov se gibljejo, kot bi<танцуя>, med<прутьями решетки>- ione in jih obide brez trkov in prenosa energije.
Superprevodnost se vedno bolj uporablja v tehnologiji.
V praksi se na primer uporabljajo superprevodni solenoidi - tuljave superprevodnika, potopljene v tekoči helij. Enkrat induciran tok in posledično magnetno polje se lahko v njih hrani poljubno dolgo.
Lahko doseže velikansko velikost - več kot 100.000 oersted. V prihodnosti se bodo nedvomno pojavile močne industrijske superprevodne naprave - elektromotorji, elektromagneti itd. V radijski elektroniki začenjajo igrati pomembno vlogo ultra občutljivi ojačevalniki in generatorji. elektromagnetni valovi<шумы>, ki se še posebej dobro obnesejo v kopeli s tekočim helijem – tam notranji<Пути электроники>).
opremo. V elektronski računalniški tehnologiji se obeta sijajna prihodnost za superprevodna stikala majhne moči - kriotrone (glej čl. Ni si težko predstavljati, kako mamljivo bi bilo delovanje tovrstnih naprav pomakniti v območje višjih, dostopnejših temperatur. IN v zadnjem času
V globinah zvezd
Zdaj pa poglejmo v kraljestvo najbolj vroče stvari na svetu – v globine zvezd. Kjer temperature dosegajo milijone stopinj.
Naključno toplotno gibanje v zvezdah je tako intenzivno, da celi atomi tam ne morejo obstajati: uničijo se v neštetih trkih.<осколков>Tako vroča snov torej ne more biti niti trdna, niti tekoča niti plinasta. Je v stanju plazme, torej mešanice električno nabitih
atomi – atomska jedra in elektroni.
Nam najbližja zvezda, Sonce, je sestavljena predvsem iz vodikove plazme, ki se v črevesju zvezde segreje na 10 milijonov stopinj. V takih razmerah prihaja do bližnjih srečanj hitrih vodikovih jeder – protonov, čeprav redko. Včasih protoni, ki se približajo, medsebojno delujejo: ko premagajo električni odboj, hitro padejo v oblast velikanskih jedrskih sil privlačnosti.<падают>drug na drugega in se združita. Tu pride do trenutnega prestrukturiranja: namesto dveh protonov se pojavijo devteron (jedro težkega vodikovega izotopa), pozitron in nevtrino. Sproščena energija je 0,46 milijona elektronvoltov (MeV).
Vsak posamezen sončni proton lahko vstopi v takšno reakcijo povprečno enkrat na 14 milijard let. Toda v globinah svetlobe je toliko protonov, da se tu in tam zgodi ta malo verjeten dogodek - in naša zvezda gori s svojim enakomernim, bleščečim plamenom.
Sinteza devteronov je le prvi korak solarnih termonuklearnih transformacij. Novorojeni devteron se zelo kmalu (povprečno po 5,7 sekunde) združi z drugim protonom. Pojavi se svetlo jedro helija in žarek gama elektromagnetno sevanje
. Pri tem se sprosti 5,48 MeV energije.
Končno se lahko v povprečju enkrat na milijon let dve jedri lahkega helija zbližata in združita. Nato nastane jedro navadnega helija (alfa delec) in odcepita se dva protona. Pri tem se sprosti 12,85 MeV energije.<конвейер>Ta tristopenjski<сгорает>termonuklearne reakcije niso edine.<золу>Obstaja še ena veriga jedrskih transformacij, hitrejša. Pri tem sodelujeta (brez porabe) atomski jedri ogljika in dušika. Toda v obeh možnostih se alfa delci sintetizirajo iz vodikovih jeder. Slikovito rečeno vodikova plazma Sonca , spreminjanje v!
- helijeva plazma. In med sintezo vsakega grama helijeve plazme se sprosti 175 tisoč kWh energije.<худеет>Ogromno število<горючего>Vsako sekundo Sonce odda 41033 ergov energije in pri tem izgubi 41012 g (4 milijone ton) snovi na teži. Toda skupna masa Sonca je 2.1027 ton To pomeni, da v milijonih let, zahvaljujoč sevanju, Sonce
le eno desetmilijonko svoje mase. Te številke zgovorno ponazarjajo učinkovitost termonuklearnih reakcij in velikansko kurilno vrednost sončne energije.<зола>- vodik.<горючим>. Potem je mogoče iz alfa delcev sintetizirati še težja atomska jedra – ogljik in celo kisik.
Po mnenju mnogih znanstvenikov je celotna naša Metagalaksija kot celota tudi plod termonuklearne fuzije, ki je potekala pri temperaturi milijarde stopinj (glej čl.<Вселенная вчера, сегодня и завтра>).
Izredna kurilna vrednost termonuklearnega<горючего>znanstvenike spodbudilo k umetnemu izvajanju reakcij jedrske fuzije.
<Горючего>- Na našem planetu je veliko vodikovih izotopov. Na primer, super težki vodikov tritij je mogoče proizvesti iz kovinskega litija v jedrskih reaktorjih. In težki vodik - devterij je del težke vode, ki jo lahko pridobimo iz navadne vode.
Težki vodik, pridobljen iz dveh kozarcev navadne vode, bi v termonuklearnem reaktorju zagotovil toliko energije, kot je trenutno proizvedeno s sežiganjem soda prvovrstnega bencina.
Težava je predgretje<горючее>do temperatur, pri katerih se lahko vname z močnim termonuklearnim ognjem.
Ta problem je bil prvič rešen v vodikovi bombi. Tam se izotopi vodika vžgejo z eksplozijo atomska bomba, ki ga spremlja segrevanje snovi na več deset milijonov stopinj. V eni od različic vodikove bombe je termonuklearno gorivo kemična spojina težkega vodika z lahkim litijem - lahkim litijevim devteridom. Ta bel prah, podoben kuhinjski soli,<воспламеняясь>od<спички>, ki je atomska bomba, takoj eksplodira in ustvari temperaturo več sto milijonov stopinj.
Da bi sprožili miroljubno termonuklearno reakcijo, se moramo najprej naučiti, kako segreti majhne odmerke dovolj goste plazme vodikovih izotopov na temperature več sto milijonov stopinj brez uporabe atomske bombe. Ta problem je eden najtežjih v sodobni uporabni fiziki. Znanstveniki po vsem svetu se s tem ukvarjajo že vrsto let.
Rekli smo že, da je kaotično gibanje delcev tisto, ki ustvarja segrevanje teles, povprečna energija njihovega naključnega gibanja pa ustreza temperaturi. Ogrevati hladno telo pomeni na kakršen koli način ustvarjati to motnjo.
Predstavljajte si dve skupini tekačev, ki hitita ena proti drugi. Tako sta trčila, se pomešala, začela se je gneča in zmeda.
Velika zmešnjava!
Toda s to metodo je nadaljnje, precej počasno, neeksplozivno segrevanje plina nemogoče, saj se toplotna motnja takoj razširi v vse smeri, segreje stene eksperimentalne komore in okolico. Nastala toplota hitro zapusti sistem in je ni mogoče izolirati.
Če plinske curke nadomestimo s tokovi plazme, ostaja problem toplotne izolacije zelo težaven, a obstaja tudi upanje za njegovo rešitev.
Res je, da plazme ne morejo zaščititi pred izgubo toplote s posodami, izdelanimi iz celo najbolj ognjevzdržne snovi. V stiku s trdnimi stenami se vroča plazma takoj ohladi. Lahko pa poskusite zadržati in segreti plazmo tako, da ustvarite njeno kopičenje v vakuumu, tako da se ne dotika sten komore, ampak visi v praznini in se ne dotika ničesar. Pri tem moramo izkoristiti dejstvo, da delci plazme niso nevtralni, kot atomi plina, ampak električno nabiti. Zato so pri gibanju izpostavljeni magnetnim silam. Pojavi se naloga: ustvariti magnetno polje posebne konfiguracije, v katerem bi vroča plazma visela kot v vreči z nevidnimi stenami.
Najenostavnejša oblika Ta vrsta energije se ustvari samodejno, ko gredo močni impulzi skozi plazmo električni tok. V tem primeru se okoli plazemske vrvice inducirajo magnetne sile, ki težijo k stiskanju vrvice.
Plazma se loči od sten razelektritvene cevi, na osi vrvice pa se pri drobljenju delcev temperatura dvigne na 2 milijona stopinj.
Druga smer poskusov je uporaba magnetne steklenice, ki jo je leta 1952 predlagal sovjetski fizik G.I. Budker, zdaj akademik. Magnetna steklenica je nameščena v plutovinasto komoro - cilindrično vakuumsko komoro, opremljeno z zunanjim navitjem, ki je kondenzirano na koncih komore. Tok, ki teče skozi navitje, ustvarja magnetno polje v komori. Njegove poljske črte v srednjem delu se nahajajo vzporedno z generatorji valja, na koncih pa so stisnjene in tvorijo magnetne čepe. Delci plazme, vbrizgani v magnetno steklenico, se zvijajo okoli silnic polja in se odbijajo od čepov. Zaradi tega se plazma nekaj časa zadrži v steklenici. Če je energija plazemskih delcev, vnesenih v steklenico, dovolj visoka in jih je veliko, vstopijo v zapletene interakcije sil, njihovo prvotno urejeno gibanje postane zmedeno, neurejeno - temperatura vodikovih jeder se dvigne na desetine milijonov. stopinj.
Dodatno ogrevanje je doseženo z elektromagnetom<ударами>s plazmo, stiskanjem magnetnega polja itd. Sedaj se plazma težkih vodikovih jeder segreje na stotine milijonov stopinj. Res je, da je to mogoče storiti bodisi z kratek čas, ali pri nizki gostoti plazme.
Za sprožitev samozadostne reakcije je treba temperaturo in gostoto plazme še povečati. To je težko doseči. Vendar pa je problem, kot so prepričani znanstveniki, nedvomno rešljiv.
G.B. Anfilov
Objavljanje fotografij in citiranje člankov z naše spletne strani na drugih virih je dovoljeno pod pogojem, da je navedena povezava do vira in fotografij.