Vad är absolut temperatur?
Absolut temperatur är temperaturen uppmätt med en skala som börjar vid noll, med att noll är den kallaste teoretiskt uppnåbara temperaturen i naturen. Det finns två vanliga absoluta temperaturskalor härrörande från Fahrenheit -skalan och Celsius, eller Centigrade, skala. Den förstnämnda är Rankine -skalan, och den senare är Kelvin -skalan. Även om de fortfarande används för vanliga ändamål, är både Celsius och Fahrenheit Scales, med deras nedre värde under noll, mindre önskvärda för beräkningsvetenskapliga ändamål. Nollgrader Rankine är identisk med nollgrader Celsius.
Enkelt uttryckt är temperaturen en indikator på hur varmt eller hur kallt ett objekt är relativt till andra objekt. Eftersom temperaturen varierar beroende på säsong och situation utvecklades en skala komplett med mellanliggande graderingar för att möjliggöra jämförelser. Två fasta punkter behövs för att skapa en användbar skala - en global, oändlig standard. Det logiska valet för att basera standardtemperaturenE -skalor var vatten, eftersom det är rikligt, tillgängligt, ändrar tillstånd vid vissa temperaturer och kan lätt renas. Som nämnts ovan hänför sig emellertid temperaturen till värme, och värmen avser en mer grundläggande nivå till atom- och molekylrörelse.
Energi kan absorberas av atomer och molekyler på olika sätt, såsom genom elektronexcitation, överföring av en elektron från ett lägre till ett högre orbital tillstånd. I allmänhet absorberas emellertid energi och ökar rörelsen för hela atomen eller molekylen. Den energin - energin som leder till "kinesis" eller rörelse - är kinetisk energi. Det finns en ekvation som binder kinetisk energi till värme: E = 3/2 kt, där E är den genomsnittliga kinetiska energin i ett system, K är Boltzmann -konstanten och T är den absoluta temperaturen i grader Kelvin. Observera att i denna beräkning, om den absoluta temperaturen är noll, indikerar ekvationen tHär är ingen kinetisk energi eller rörelse alls.
En typ av energi finns faktiskt fortfarande i noll graders absolut temperatur, även om detta inte är vad den klassiska fysikekvationen ovan indikerar. Återstående rörelse förutsägs av kvantmekanik och är associerad med en specifik typ av energi som kallas "nollpunkts vibrationsenergi." Kvantitativt kan denna energi beräknas matematiskt från ekvationen för en kvant harmonisk oscillator och med kunskap om Heisenberg -osäkerhetsprincipen. Den fysikens princip dikterar att det inte är möjligt att känna till både positionen och momentumet för mycket små partiklar, därmed om platsen är känd, måste partikeln behålla en liten vibrationskomponent.