Mutlak Sıcaklık Nedir Kimya

mutlak sıcaklık nedir kimya

kaynağı değiştir]

$\beta (E)={\frac {\partial \ln \Omega }{\partial E}}={\frac {1}{\Omega }}{\frac {\partial \Omega }{\partial E}}$

denklemine göre, mutlak sıcaklık, $k$ Boltzmann sabiti ve $\Omega (E)$ sistemin $E$ ile $E+\delta E$ enerji aralığındaki girilebilir durumlarının sayısı olmak üzere,

${\frac {1}{kT}}\equiv \beta \equiv {\frac {\partial \ln \Omega }{\partial E}}$

tanımıyla verilir. $\Omega (E)$ herhangi bir sistemde E enerjisinin hızlı artan bir fonksiyonu olduğu için yukarıdaki denklemde

$\beta >0$ , ( $T>0$ )

olmasını gerektirir.

Özellik 1: Herhangi bir sistemin mutlak sıcaklığı sıfırdan büyüktür.

Gelişigüzel bir sistemde $\Omega (E)$ 'nin, E enerjisinin hızlı artan bir fonksiyonu olması yaklaşık olarak, $f$ sistemin serbestlik derecesi ve $E_{0}$ taban durumu enerjisi olmak üzere,

$\Omega (E)\propto (E-E_{0})^{f}$

olmalıdır.

Sonuç olarak

$\ln \Omega \propto f\ln(E-E_{0})+sabit$

$\beta \equiv {\frac {\partial \ln \Omega }{\partial E}}\sim {\frac {f}{E-E_{0}}}$ olup, ve de T'nin büyüklüğü serbestlik derecesi başına düşen ortalama enerjiye eşit alınabildiğinden,

$kT\equiv {\frac {1}{\beta }}\sim {\frac {{\bar {E}}-E_{0}}{f}}$

bulunur.

Özellik 2: $kT$ büyüklüğü, T mutlak sıcaklığına sahip sistem için yaklaşık olarak sistemin serbestlik derecesi başına düşen ortalama enerjiye denktir.

Isısal etkileşmede bulunan sistemlerin dengede olma koşulu sistemlerin mutlak sıcaklık büyüklüklerinin eşit olmasıdır. Buna göre, etkileşen sistemlerin toplam enerjileri, sistemlerin serbestlik dereceleri başına düşen enerjilerin her biri için eşit olacak şekilde paylaşılır.

T büyüklüğü, sistemin E enerjisiyle değişir. Çünkü, $\beta$ büyüklüğü $\ln \Omega$ - $E$ uzayında çizilen fonksiyonun eğimidir. Bunu tanımlayan matematiksel bağıntı

${\frac {\partial \beta }{\partial E}}<0$

şeklindedir. Aynı sonuç $\beta$ 'nın matematiksel tanımından da çıkarılabilir.

Özellik 3: Bir sistemin mutlak sıcaklığı, sistemin enerjisinin artan bir fonksiyonudur.

İlk üç özelliğin sonucu olarak

Özellik 4: İki sistem ısısal etkileşmeye girdiklerinde, "pozitif ısı" ("pozitif enerji") akışı mutlak sıcaklığı görece büyük olandan küçük olan sisteme doğrudur. İstatistik fiziğin tanımlarıyla çelişmeyen şu ifade de doğrudur; Mutlak sıcaklığı küçük olan sistem mutlak sıcaklığı büyük olan sisteme "negatif ısı" aktarır.

Ayrıca bakınız[değiştir kaynağı değiştir]

Kaynakça[değiştir
Teorik olarak mümkün olan en düşük sıcaklığı anlamak çok da zor değil. Mutlak sıfır noktası şu anda tanımlanan teorik olarak en düşük sıcaklık. Bu sıcaklık 0 Kelvin, yani -273.15 derece Santigrad.

Mutlak sıfır sıcaklığında maddenin iç enerjisi sıfıra eşit olacağından, teorik olarak bir maddeyi daha da soğutmak mümkün değil. Laboratuvar ortamında ise ulaşılabilen en düşük sıcaklık, maddenin kuantum etkileri gösterdiği 100 pikoKelvin yani mutlak sıfır noktasından yalnızca 0.000 000 000 1 derece daha sıcak.

Şu anda bildiğimiz termodinamik kanunlarına göre ise mutlak sıfır noktasına ulaşmamız imkansız. Çünkü soğutmaya çalıştığımız madde ve soğutucunun sıcaklıkları birbirlerine yaklaşırlar fakat hiçbir zaman aynı değerde buluşamazlar.

Peki teorik olarak mümkün en yüksek sıcaklık nedir? Bu noktada işler biraz daha karışıyor. Mutlak sıfır noktasında maddenin iç enerjisinin sıfır olduğu kabul edilirse eğer, maddenin iç enerjisinin sonsuza ulaşması da ulaşabileceğimiz en yüksek sıcaklığı tanımlamalı.

Dartmouth Üniversitesinden fizikçi Stephon Alexander’a göre henüz maddenin enerjisini sonsuza yaklaştırıp yaklaştıramayacağımızı bilmiyoruz fakat bu durum teorik olarak mümkün.

Şu anda bilinen mümkün en yüksek sıcaklığa aday rakam ise 1.42x10^32 yani 142 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 Kelvin. Evet çok sıfırlı ve büyük bir rakam ve yalnızca parçacık fiziği teorisine göre mümkün. Ama bu sıcaklık yalnızca partiküller birbiriyle etkileşim halindeyken ve termal dengeye ulaşmayı başardıklarında gerçekleşebilir.

Birçok kozmoloğun öne sürdüğü en yüksek sıcaklık teorisine göre ise, Büyük Patlama'dan birkaç dakika sonra genişleme o kadar hızlı oldu ki, ortada etkileşime girecek madde yoktu ve evren temelinde ısıyı barındırmıyordu. Daha sonra bunu takip eden ilk saniyelerde ise uzayzamanın dalgaları titreşmeye başladılar ve bu da ilk maddeyi termal dengeye gelmeye zorladı. Bu teoriye göre evrende oluşmuş en yüksek sıcaklık da o an meydana geldi. Bu sıcaklık yaklaşık olarak 10^27 Kelvin yani 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 Kelvin idi. O tarihten beri bu sıcaklık evreni genişletmeye ve soğumaya devam ediyor.

Kaynaklar:

http://ltl.tkk.fi/wiki/LTL/World_record_in_low_temperatures

Popsci.com
Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
Destek Ol
Bunlar da İlginizi Çekebilir
kaynağı değiştir]

Sıcaklık 0 K (-273,15 °C; -459,67 °F)'e yakınsadığında, tüm moleküler hareket durmaya yakınsar ve herhangi bir adyabatik işlem için ΔS = 0 yakınsanır (Sentropi). Böyle bir durumda, "T" → 0 yakınsanırken, saf maddeler (ideal olarak) yapısal kusurları olmayan ideal kristaller oluşturabilir.

Max Planck'ın termodinamiğin üçüncü yasası'nın güçlü formülasyonuna göre, bir ideal kristalin entropisi mutlak sıfırda sıfırlanır. Nernstısı teoremi ise, daha az ihtilaflı bir sav olarak, T → 0'a yakınsarken herhangi bir izotermik işlemin entropi değişiminin sıfıra yakınsadığını önerir:

$\lim _{T\to 0}\Delta S=0$

Farklılıklarına rağmen tüm bu savlar, ideal bir kristalin entropisinin sabit bir değere yakınsadığını önermektedir.

Mutlak Sıcaklık Nedir Kimya

Ayrıca bakınız[değiştir kaynağı değiştir]

Bunlar da İlginizi Çekebilir

Bose-Einstein yoğunlaşması ile ilişki[değiştir nest... 133271 133272 133273 133274 133275

Bose-Einstein yoğunlaşması ile ilişki[değiştir
nest...
133271 133272 133273 133274 133275