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Zero assoluto: la storia della scoperta e l'applicazione principale

Il concetto fisico di "temperatura zero assoluta"è molto importante per la scienza moderna: è strettamente correlato a una cosa come la superconduttività, la cui scoperta ha creato una vera sensazione nella seconda metà del ventesimo secolo.

Per capire cos'è lo zero assoluto,dovrebbe fare riferimento alle opere di famosi fisici come G. Fahrenheit, A. Celsius, J. Gay-Lussac e W. Thomson. Hanno giocato un ruolo chiave nella creazione delle scale di temperatura di base utilizzate finora.

In primo luogo ha proposto la sua scala di temperatura nel 1714anno fisico tedesco G. Fahrenheit. In questo caso, lo zero assoluto, cioè il punto più basso di questa scala, è stato preso come temperatura della miscela, che includeva neve e ammoniaca. Il successivo indicatore importante era la temperatura normale del corpo umano, che era pari a 1000. Di conseguenza, ogni divisione di questa scala era chiamata "grado Fahrenheit", e la scala stessa era chiamata "scala Fahrenheit".

Dopo 30 anni, l'astronomo svedese A. Celsius propose la sua scala di temperatura, in cui i punti principali erano lo scioglimento del ghiaccio e il punto di ebollizione dell'acqua. Questa scala era chiamata "scala Celsius", ed è ancora popolare nella maggior parte dei paesi del mondo, inclusa la Russia.

Nel 1802, conducendo i suoi famosi esperimenti,Lo scienziato francese J. Gay-Lussac ha scoperto che il volume di una massa di gas a pressione costante dipende direttamente dalla temperatura. Ma la cosa più curiosa è stata che con un cambiamento di temperatura di 10 gradi nella scala Celsius, il volume di gas è aumentato o diminuito della stessa quantità. Avendo fatto i calcoli necessari, Gay-Lussac stabilì che questo valore era pari a 1/273 del volume del gas ad una temperatura pari a 0С.

Da questa legge seguì la conclusione: la temperatura, pari a -2730С, è la temperatura più bassa, anche avvicinandosi ad essa, è impossibile raggiungerla. Questa temperatura ha ricevuto il nome di "temperatura zero assoluta".

Inoltre, lo zero assoluto divenne il punto di partenza per la creazione di una scala di temperatura assoluta, in cui il fisico inglese W. Thomson, noto anche come Lord Kelvin, prese parte attiva.

La sua ricerca principale riguardava le prove.che nessun corpo in natura può essere raffreddato più in basso dello zero assoluto. Allo stesso tempo, ha attivamente utilizzato la seconda legge della termodinamica, quindi, la scala di temperatura assoluta da lui introdotta nel 1848 divenne nota come la scala termodinamica o "scala Kelvin".

Negli anni e decenni successivi, si è verificato solo un raffinamento numerico del concetto di "zero assoluto", che, dopo numerose approvazioni, è stato considerato pari a -273.150С.

Vale anche la pena notare che l'assolutoZero svolge un ruolo molto importante nel sistema SI. Il fatto è che nel 1960, durante la regolare Conferenza generale su misure e pesi, l'unità di temperatura termodinamica - kelvin - divenne una delle sei unità di misura di base. In questo caso, è stato specificatamente stabilito che un grado di Kelvin è numericamente uguale a un grado di Celsius, tranne per il fatto che lo zero assoluto, ovvero -273.150С, è considerato il punto di riferimento "Kelvin".

Il significato fisico di base dello zero assolutoè che, secondo le leggi fisiche di base, a una tale temperatura, l'energia del moto delle particelle elementari, come gli atomi e le molecole, è zero, e in questo caso, qualsiasi movimento casuale di queste particelle dovrebbe cessare. Ad una temperatura pari allo zero assoluto, gli atomi e le molecole dovrebbero assumere una posizione chiara nei punti principali del reticolo cristallino, formando un sistema ordinato.

Attualmente usando specialeattrezzature, gli scienziati sono stati in grado di ottenere la temperatura, solo pochi milionesimi superiori allo zero assoluto. È fisicamente impossibile raggiungere questo valore stesso a causa della seconda legge della termodinamica descritta sopra.

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