Zéro absolu: l'histoire de la découverte et l'application principale

Concept physique de "température zéro absolu"est très important pour la science moderne: elle est étroitement liée à la supraconductivité, dont la découverte a créé une véritable sensation dans la seconde moitié du XXe siècle.

Pour comprendre ce qu'est le zéro absolu,se référer aux travaux de physiciens célèbres tels que G. Fahrenheit, A. Celsius, J. Gay-Lussac et W. Thomson. Ils ont joué un rôle clé dans la création des échelles de température de base utilisées jusqu'à présent.

D'abord proposé son échelle de température en 1714année physicien allemand G. Fahrenheit. Dans ce cas, le zéro absolu, c'est-à-dire le point le plus bas de cette échelle, a été considéré comme la température du mélange, qui comprenait la neige et l'ammoniac. Le deuxième indicateur important était la température normale du corps humain, qui était égale à 1000. En conséquence, chaque division de cette échelle était appelée "degré Fahrenheit" et l'échelle elle-même - l'échelle "Fahrenheit".

Après 30 ans, l'astronome suédois A. Celsius a proposé sa propre échelle de température, où les points principaux étaient la fonte des glaces et le point d'ébullition de l'eau. Cette échelle a été appelée «échelle Celsius», elle est toujours populaire dans la plupart des pays du monde, y compris en Russie.

En 1802, effectuant ses expériences célèbres,Le scientifique français J. Gay-Lussac a découvert que le volume d'une masse de gaz à pression constante dépend directement de la température. Mais le plus curieux était qu’avec un changement de température de 10 sur l’échelle Celsius, le volume de gaz augmentait ou diminuait de la même quantité. Après avoir effectué les calculs nécessaires, Gay-Lussac a établi que cette valeur était égale à 1/273 du volume de gaz à une température égale à 0 ° C.

De cette loi découlait la conclusion: température égale à -2730С est la température la plus basse, même s'en approcher, il est impossible de l'atteindre. Cette température a reçu le nom de "température zéro absolu".

De plus, le zéro absolu est devenu le point de départ de la création d’une échelle de température absolue, à laquelle a participé activement le physicien anglais W. Thomson, également connu sous le nom de Lord Kelvin.

Ses principales recherches concernaient des preuves.qu'aucun corps dans la nature ne peut être refroidi plus bas que le zéro absolu. Dans le même temps, il a activement utilisé la deuxième loi de la thermodynamique. C'est pourquoi l'échelle de température absolue qu'il a introduite en 1848 est connue sous le nom d'échelle thermodynamique ou «échelle de Kelvin».

Au cours des années et des décennies suivantes, seul un raffinement numérique du concept de "zéro absolu" a eu lieu, qui, après de nombreuses approbations, a été considéré comme égal à -273.150С.

Il convient également de noter que l'absoluZéro joue un rôle très important dans le système SI. Le fait est qu’en 1960, à la Conférence générale ordinaire des mesures et poids, l’unité de température thermodynamique - le kelvin - est devenue l’une des six unités de mesure de base. Dans ce cas, il était spécifiquement stipulé qu'un degré Kelvin est numériquement égal à un degré Celsius, sauf que le zéro absolu, c'est-à-dire -273.150С, est considéré comme le point de référence «Kelvin».

La signification physique de base du zéro absoluc’est que, selon les lois physiques fondamentales, à une telle température, l’énergie de mouvement des particules élémentaires, telles que les atomes et les molécules, est nulle et, dans ce cas, tout mouvement chaotique de ces particules devrait cesser. À une température égale à zéro absolu, les atomes et les molécules doivent se positionner clairement sur les points principaux du réseau cristallin, formant un système ordonné.

Actuellement en utilisant spécialles équipements ont permis aux scientifiques d’obtenir la température, quelques millionièmes seulement dépassant le zéro absolu. Il est physiquement impossible d'atteindre cette valeur elle-même en raison de la deuxième loi de la thermodynamique décrite ci-dessus.