Co je absolutní teplota?

Absolutní teplota je teplota měřená pomocí stupnice začínající na nule, přičemž nula je nejchladnější teoreticky dosažitelná teplota v přírodě. Existují dva běžné absolutní teplotní stupnice odvozené z Fahrenheitovy stupnice a Celsia nebo Centiprade, stupnice. První z nich je Rankine Scale a druhá je Kelvin Scale. Ačkoli se stále používají pro běžné účely, jak měřítka Celsia, tak Fahrenheita, s jejich nižší hodnotou pod nulou, jsou pro výpočetní vědecké účely méně žádoucí. Nulový stupeň Rankine je totožný s nulovým stupněm Celsia. Vzhledem k tomu, že se teploty liší v závislosti na sezóně a situaci, byla vyvinuta stupnice s přechodnými gradacemi, která umožňuje srovnání. K vytvoření užitečné měřítka jsou zapotřebí dva pevné body - globální, neměnný standard. Logická volba, na kterou založit standardní teplotaSměry E byly voda, protože je hojná, přístupná, mění stav při určitých teplotách a lze je snadno čistit. Jak je však uvedeno výše, teplota se však týká tepla a teplo se týká základní úrovně s atomovým a molekulárním pohybem.

energie může být absorbována atomy a molekulami různými způsoby, jako je excitace elektronů, přenos elektronu z nižšího do vyššího orbitálního stavu. Obecně se však energie absorbuje a zvyšuje pohyb celého atomu nebo molekuly. Tato energie - energie vedoucí k „kinezi“ nebo pohybu - je kinetická energie. Existuje rovnice, která spojuje kinetickou energii k teplu: E = 3/2 kt, kde E je průměrná kinetická energie systému, K je Boltzmannova konstanta a T je absolutní teplota ve stupních Kelvin. Všimněte si, že pokud je absolutní teplota nulová, rovnice naznačuje t, pokud je absolutní teplotaZde není vůbec žádná kinetická energie ani pohyb.

druh energie ve skutečnosti stále existuje při absolutní teplotě nulových stupňů, i když to není to, co naznačuje výše uvedená klasická fyzikální rovnice. Zbývající pohyb je předpovídán kvantovou mechanikou a je spojen se specifickým typem energie nazývaného „vibrační energie s nulovým bodem“. Kvantitativně lze tuto energii vypočítat matematicky z rovnice pro kvantový harmonický oscilátor a se znalostí principu Heisenbergovy nejistoty. Tento princip fyziky diktuje, že není možné znát jak polohu, tak hybnost velmi malých částic, proto, pokud je umístění známo, musí částice zachovat nepatrnou vibrační složku.