Stan ujemnej temperatury bezwzglednej w wodzie

[cs137]

Istnieje rozpowszechnione przekonanie, że temperatura bezwzwgledna (ta
mierzona w Kelvinach) nie może byc ujemna.

Ja myśle, że stan ujemnej temperatury bezwzględnej w z wykłej wodzie mozna by
wytworzyć nawet całkiem prostymi "domowymi" sposobami. Warto by moze podać
receptę na wybudowanie sobie samemu takiego urządzonka (z niedrogich częsci do
nabycia w sklepie dla elektroników-hobbystów), bo to by pozwoliło może ludzi
wyprowadzic z błędnego mniemania?

[...]

[atolski21]

Wiadomość została usunięta ze względu na złamanie prawa lub regulaminu.

[Gość: kamilT]

Atolski, nie zazdrość mądrzejszemu koledze - nieładnie!

[Gość: w++]

cs137 napisał:

> Ja myśle, że stan ujemnej temperatury bezwzględnej w z wykłej wodzie mozna by
> wytworzyć nawet całkiem prostymi "domowymi" sposobami. Warto by moze podać
> receptę na wybudowanie sobie samemu takiego urządzonka (z niedrogich częsci do
> nabycia w sklepie dla elektroników-hobbystów)


Przyznam że brzmi to dosyć intrygująco. Nie mam w tej chwili żadnej koncepcji
jak chciałbyć tego dokonać, ale pewno się da. Przykładowo, spotkałem ostatnio
gdzieś w necie przepis na kilkudziesięciodolarową instalację do domowgo
wytwarzania i obserwacji promieniowania Czerenkowa z elementów ogólnie
dostępnych na mieście.


> bo to by pozwoliło może ludzi
> wyprowadzic z błędnego mniemania?

Tu się jednak poważnie obawiam że pewno łatwiej doprowadzić wodę do tej ujemnej
bezwzględnej temperatury niż ten stan w obrazowy sposób wykazać, by tym
mniemaniem zachwiać. No chyba że masz na to jakiś pomysł.

[petrucchio]

Gość portalu: w++ napisał(a):

> Tu się jednak poważnie obawiam że pewno łatwiej doprowadzić wodę
> do tej ujemnej bezwzględnej temperatury niż ten stan w obrazowy
> sposób wykazać, by tym mniemaniem zachwiać. No chyba że masz na to
> jakiś pomysł.

Ujemne temperatury (oczywiście w kelwinach) dają się zdefiniować dla układów o
małej liczbie dopuszczalnych stanów energetycznych:

www.maxwellian.demon.co.uk/art/esa/negkelvin/negkelvin.html

Jest to możliwe w laserach dzięki tzw. inwersji obsadzeń (większość atomów
"zmusza się" do zajmowania stanu wzbudzonego o wyższej energii wbrew rozkładowi
Boltzmanna). Ciekaw jestem, jak wytworzyć układ tego rodzaju domowym sposobem,
używając wody. Nigdy nie słyszałem o czymś takim, ale tym chętniej posłucham.

[cs137]

petrucchio napisał:

> Ujemne temperatury (oczywiście w kelwinach) dają się zdefiniować
> dla układów o
> małej liczbie dopuszczalnych stanów energetycznych:

Nie, niekuniecnie ich musi być mało, przypuszczam. Raczej chyba musi byc górna
granica energii wzbudzenia...

Najbardziej podstawowa definicja temperatury jest taka, ze 1/T to jest pochodna
cząstkowa entropii po energii wewnętrznej układu przy
ustalonych innych parametrach. Zatem wystarczy, żeby entropia w jakims zakresie
energii była funcją malejąca, i już w tym zakresie mamy temperature ujemną. Ja
nic nie bujam, sam tego nie wymyśliłem, to wszystko jest w szacownych księgach!


> Gość portalu: w++ napisał(a):
>

> > Tu się jednak poważnie obawiam że pewno łatwiej doprowadzić wodę
> > do tej ujemnej bezwzględnej temperatury niż ten stan w obrazowy
> > sposób wykazać, by tym mniemaniem zachwiać. No chyba że masz na to
> > jakiś pomysł.
>

Wytłumaczyć, jak układ mozna doprowadzic do stanu ujemnej temperatury
bezwzględnej? Istnieje bardzo elegancki sposób, w którym rozpatruje się ważny
model termodynamiczny, tzw. "paramagnetyk Isinga", i oblicza sie jego entropię
używając tzw. "podejscia mikrokanonicznego". Jest to metoda niezwykle prosta
pojęciowo i dlatego chetnie stosowana przez ludzi, którzy maja taki, jak ja
stosunek do dydaktyki - zaczynamy od prostych modeli, zeby osiagnąc podstawowe
zrozumienie, a pózniej przechodzimy do bardziej pojeciowo złożonych aspektów
zagadnienia.

W przypadku paramagnetyka Isinga w podejściu mikrokanonicznym to tylko trzeba
miec pewna biegłośc w posługiwaniu się logarytmami (z rózniczkowaniem włacznie)
i trzeba znać odrobine kombinatoryki i tzw. "przybliżenie Stirlinga" do
oblicznia silni z N. Wzór Stirlinga o wystarczającej dokładnosci jest niezwykle
prosty: N!=N*ln(N)-N. Jak powioadam, pojęciowo jest to bardzo proste, jedyny
problem to sa rachunki, które też są pojęciowo proste, tyle, że żmudne
("tedious, but straightforward", jak mawia jeden mój dystyngowany starszy
kolega). Moge to spisac i pokazć za kilka dni, jeśli bys miał ochotę
(oczywiscie w postaci postu na forum się matematyki nie zrobi, muszę zrobic plik
pdf, władowac na web i tylko podać tutaj link).

[Gość: leń]

cs137 napisał:

> W przypadku paramagnetyka Isinga w podejściu mikrokanonicznym to
tylko trzeba
> miec pewna biegłośc w posługiwaniu się logarytmami (z
rózniczkowaniem włacznie)
> i trzeba znać odrobine kombinatoryki i tzw. "przybliżenie
Stirlinga" do
> oblicznia silni z N. Wzór Stirlinga o wystarczającej dokładnosci
jest niezwykle
> prosty: N!=N*ln(N)-N. Jak powioadam, pojęciowo jest to bardzo
proste, jedyny
> problem to sa rachunki, które też są pojęciowo proste, tyle, że
żmudne
> ("tedious, but straightforward", jak mawia jeden mój dystyngowany
starszy
> kolega). Moge to spisac i pokazć za kilka dni, jeśli bys miał
ochotę
> (oczywiscie w postaci postu na forum się matematyki nie zrobi,
muszę zrobic pli
> k
> pdf, władowac na web i tylko podać tutaj link).

To rzeczywiście proste, ale jeśli bardzo chcesz to wrzuć ten link z
rachunkami.

[petrucchio]

cs137 napisał:

> Wzór Stirlinga o wystarczającej dokładnosci jest niezwykle
> prosty: N!=N*ln(N)-N.

Cóś tu nie klapuje, zapomniałeś o logarytmie. Jakby wzór Stirlinga zapisać tak:

ln(N!) = N*ln(N)-N

to byłoby bliżej prawdy (i pewnie często wystarcza jako dostateczne
przybliżenie), a jeszcze dokładniej by było, gdyby dodać po prawej stronie
składniki 1/2*ln(N) + C, gdzie C = 1/2*ln(2*Pi) = 0,9189...

[Gość: cs137]

MAXIMA culpa!

petrucchio napisał:


> Cóś tu nie klapuje, zapomniałeś o logarytmie. Jakby wzór Stirlinga zapisać tak:
>
> ln(N!) = N*ln(N)-N

Oczywiście zapomniałem! Wiec mea culpa, i to MAXIMA culpa, bo przecież to
dotyczy WIELKICH LICZB, nieprawdaż?

>
> to byłoby bliżej prawdy (i pewnie często wystarcza jako dostateczne
> przybliżenie), a jeszcze dokładniej by było, gdyby dodać po prawej stronie
> składniki 1/2*ln(N) + C, gdzie C = 1/2*ln(2*Pi) = 0,9189...

A nawet jeszcze lepsze przybliżenie można otrzymac używając równania oznaczonego
jako (5.10) w tym dokumencie:

groszek.741.com/VARIA/binsys2.pdf
To jest "handout", czyli po naszemu skrypt, który przygotowałem dla studentów,
których w maju uczyłem termy i mechaniki statystycznej.

Ten człon 1/2ln(2*pi*N) w wielu przypadkach jest mało istotny, bo prawie
wszystko, co on dodaje, to sie poźniej skraca, więc on mało wnosi, a za to
rachunki robią sie kobylaste. Ale czasem trzeba. Na przykład, w tym przytoczonym
skrypcie jest pokazane, że jeśli mamy N paciorków, z czego C czarnych i B
białych (czyli C+B=N), to liczba róznych sposobów, w które mozna je nanizać na
nić - innymi słowy, liczba róznych naszyjników, które można stworzyć - jest z
niezwykle dobrym przyblizeniem opisana rozkładem Gaussa. A bez tego członu Gauss
by nie wyszedł, tylko może cos gaussopodobnego.

[atolski21]

Kazdy robi bledy Cs i taki blad cie uwiarygadnia, bo bierzesz to z
wlasnej glowy. Jedynie facet ,ktory zrzyna wszystko z wikipedii -
- bledow nigdy nie robi

[Gość: Publikum]

Ile maksymalnie moge otrzymac w stopniach minus w mej kuchni

[Gość: cs137]

o ujemnej temperaturze bezwględnej nie da się chyba zrobić, a juz na pewno nie w
domu. Specjalnie tak sformułowalem tytuł, by sie mogło wydawać, ze chodzi o wodę
"jako taką", czyli o "całą wodną próbke". Ale nie było błedu - w wodzie mozna
bowiem rzeczywiscie wytworzyć stan odpowiadający ujemnej temperaturze. Tyle, ze
nie będzie on dotyczył całej wody, a tylko "podukładu", który tworzą spiny (albo
momenty magnetyczne, jeśli Pan Roman by tak wolał) protonów, czyli jąder wodoru.

W skład wody wchodza elektrony, jadra tlenu i owe protony - no i wszytkie te
komponenty sa powiązane cała kupa oddziaływań. Wodory z tlenem sa złączone
wiązaniami kowalencyjnymi (chyba?! - nie jestem specjalnie mocny w tym!), a
czasteczki H2O tez między soba oddziaływuja i pewnie dokładny opis tych
oddziaływań jest wielce skomplikowany, bo to sie wszysto jeszcze rusza i kreci.
Protony sa mocno poprzyczepiane do swoich tlenów. Ale to nie dotyczy ich
momentów magnetycznych. One przwie w ogóle nie widza tego wszystkiego, co się
wokół dzieje. Wiec w pierwszy, i to wcale dobrym przybliżeniu, mozna o tych
momentach myslec jako o układzie momentów z brakiem jakichkolwiek sprzęzen
pomiedzy nimi.

Jesłi więc chodzi o tę ujemną temperature, to mozna w taki stan wprowadzic
własnie ten uklad nieoddziaływujących ze soba wzajemnie spinów.

A jak wytworzyć taki stan ujemnej temperatury? Nie jestem pewien... Ale
kombinuję sobie, że gdyby do próbki wody przyłożyć silne pole magnetyczne w
kierunki pola ziemskiego, ale o przeciwnym zwrocie - i pozostawić ja w tym polu
przez jakis dłuższy czas - a nastepnie pole gwałtownie wygasic do zera, to te
spiny przez jakis czas moga pozostawać w stanie ujemnej temperatury bezwzlędnej.
Bedą powoli wracac do stanu równowagi, ale to ponoc zabiera im kilkanaście, czy
nawet kilkadzisiąt sekund. Samej temperatury zmierzyć nie mozna, ale ten proces
pwrotu mozna ponoc obserwowac przy pomocy bardzo prostej aparatury - tzn.
zupenie prostego oscyloskopu.

Czytałem o tym dawno, ale to jest, zdaje sie, prosta metoda na całkiem dokladny
pomiar natezenia ziemskiego pola. Hobbyści sobie budują taka aparaturke, to jest
na 100% dobra wiadomosc. Tylko musiałbym odszukac te źródła

[Gość: cs137]

Tak się potocznie określa to, co sie dzieje w procesie powracania wody ze stanu
"namagnesowania" do stanu zwykłego. Próbka wody musi byc umieszczona w dwóch
cewkach. Ta pierwsza słuzy do jej "namagnesowania" - a w tej drugiej indukuje
się napięcie zmienne w czsie "powrotu" spinów. Czestotliwość tego sygnału jest
zgodna z tzw. "częstotliwościa Larmora". Dla protony w polu ziemskim ta
czestotliwośc jest niewielka, ponoc wszystkiego kilka kHz - no i widzi sie
sygnal w postaci powoli zanikającej sinusoidy.

Podobny efekt by sie zaobserwowało, gdyby uderzyć w dzwon, a pózniej przystawic
w jego poblize mikrofon, i oglądac sygnał z mikrofonu na oscyloskopie. Dobry
dzwon po uderzeniu potrafi dźwieczec przez kilkadziesiąt sekund. Te zanikające
drgania w angielskojęzycznej literaturze nazywają sie "ringing", no i nazwe
rozszerozno także na zanikające drgania w obwodach elektronicznych (czy raczej
obwodach RLC, niekoniecznie musza być elektroniczne). No a pozniej jeszcz ena
ten sygnał z wody.

To w ogole jest zjawisko z dziedziny magnetycznego rezonansu jądrowego (JRM czy
może MRJ, po angielsku NMR). NMR w wodzie używa się do precyzyjnego poniaru
natezenia pola magnetycznego. Prosty magnetometr tego typu, z sondą zawierająca
wszystkiego kilka ml wody, a wiec malutką - i umieszczna na końcu długiego
kabla, zeby mozna ją było wkładac w rózne zakamarki - można juz kupic za jakies
500$.

Masery "na wodę" faktycznie istnieją

[petrucchio]

... tyle że w przestrzeni kosmicznej. Wymuszona emisja promieniowania
mikrofalowego w obłokach gazowych zawierających molekuły H2O jest szeroko
rozpowszechniona i jest źródłem jednego z silniejszych kosmicznych "pików"
emisyjnych (22 GHz). Rozmaite inne molekuły też produkują charakterystyczną
emisję maserową (zdarza się to także w warkoczach komet). Krótkożyciowy "maser
wodny" powstał też na Jowiszu podczas kolizji z kometą Shoemakera-Levy'ego:

en.wikipedia.org/wiki/Astrophysical_maser

[cs137]

względna!

Akcja i laserowa, i maserowa wymaga, by osrodek lasujący (?) i
masujący (???) był w stanie ujemnej temperatury. "Stan odróconej populacji" i
"stan ujemnej temperatury bezwzględnej" są w istocie synonimami.

Dowcip polegał na tym, ze pojęcie ujemnej temperatury wprowadzili ludzie
zajmujacy sie NMR-em. Ale to była przez lata zupełnie malutka nisza w nauce,
mało kto w ogóle o niej wiedział - az do rozpoczecia na szeroką skalę uzywania
NMR-u w diagnostyce medycznej.

Ludzie, którzy prowadzili pionierskie badania maserów i laserów w ogole mało
wiedzieli o NMR, bo to dla nich, optyków, była nader oodległa dziedzina. Wiec
ukuli swój własny termin, "odwrócona populacja". A ponieważ masery i lasery z
miejsca stały sie ogromnym "przebojem", termin ten sie szeroko ropowszechnił.
Obecnie bardzo często spotyka się dobrze wyszkolonych fizyków, którzy na
pytanie, czy wiedzą, co to jest ujemna temperatura bezwzględna, odpowiadaja, że
cos im się moze obiło o uszy, ale raczej nie maja bladego pojecia. Natomiast
zapytani o odwrocona populacje, mówią, że oczywiscie wiedzą - a gdy im
powiedzic, ze to w zasadzie jedno i to samo, bardzo sie ciesza, że wreszcie sie
dowiedzieli.

Co do akcji laserowej, "lasing", czyli lasowanie- to wymyślił je pewien
Rosjanin, który na budowie ukradł worek niegaszonego wapna i potem w ogródku je
lasował, zeby naprawic rozlatującą sie ściane. A akcję maserowa, która według
tej samej zasady powinna sie nazywać "masing", a po polsku "masowanie", to
podobno w jakiejs agencji towarzyskiej wymyślono.

mógłby tak kolega poprawić wikipedię bo oni tam

[harovoj]

takie bzdury piszą, że nawet zera bezwględnego nie da się fizycznie osiągnąć;) i
ile kolega cs137 zamierza osiągnąć
-10K czy może -1000000K;)
No i przy okazji rozwiąże kolega problem z zmianą klimatu (efektem
cieplarnianym) jak to takie proste i tanie to można lodóweczkę z temperaturą
ujemną ha nawet nie w K ale -80-90C i mamy pompując do niej powietrze, pełno
lodu CO2 który magazynujemy oczekując na nadejście epoki lodowcowej wtedy...
itd.;)

"Skala Kelvina (skala bezwzględna) jest skalą absolutną, tzn. zero w tej skali
oznacza najniższą teoretycznie możliwą temperaturę, jaką może mieć kryształ
doskonały, w którym ustały wszelkie drgania cząsteczek. Temperatura ta nie
została nigdy zarejestrowana, gdyż praktycznie nie da się jej osiągnąć, lecz
obliczono ją na podstawie funkcji uzależniającej temperaturę od energii
kinetycznej drgań cząsteczek w krysztale doskonałym. Funkcję tę opracował Lord
Kelvin; od niego pochodzi też nazwa skali."

[Gość: cs137]

fakt. Byłoby ono przyjęte bez zastrzeżeń sto lat temu. Ale dzis już nikt nier
uważa, że "wszelkie drgania ustają". W szczególności, ten przykład z kryształem
to już czysty kryminał, bo to juz jest wręcz propagowanie fałszywej informacji.

Lord Kelvin był bardzo wielkim fizykiem, ale o wszystkim, co dzis wiemy, to on
nie miał mozliwości wiedzieć. Więc nie mamy pretensji o to, że jego teorie nie
były poprawne we wszystich punktach.

Co do własności cieplnych kryształu, to pod koniec XIX wieku wywołały one stan
znacznego zaambarasowania wśród fizyków. Chodziło o to, ze według teorii Kelvina
i kilku innych panów (Boltzmanna, Gibbsa i jeszcze paru - to sa wielkie
nazwiska, powinnismy je zawsze wymawiać z czcią!) ciepło własciwe substancji
krystalicznych powinno było pozostawac stałe w całym zakresie temperatur. I
wszystko było dobrze, dopóki najnizsze mozliwe temperatury uzyskiwano mieszając
snieg z chlorkiem wapnia. Ale w pewnym momencie dwoch cwaniakow z zapadłego
kąta Cesarstwa Austro-Węgierskiego, jakiegos miasteczka Kraków czy cos
podobnego, Olszewski i Wróblewski, dokonało rzeczy uważanej za niemozliwa -
skroplili powietrze! No i zaczeła sie od tego momentu byjnie rozwiajac fizyka
niskich temperatur. I zaraz zaczęły wychodzic na wierzch bardzo klopotliwe
fakty: mianowicie, to ciepło własciwe kryształow wcale nie chciało słuchać
przepowiedni Kelvina, Gibbsa i Boltzmana, tylko - jak sioę krysztął naprawde
dobrze schłodziło - to zaczęło ono w krótkich abcugach zjeżdzac do zera! Sprawe
dopiero wyjaśnił Einstein, w roku 1913, bodajże. Zachowanie ciepła własciwego
ciał stałych w niskich temperaturach jest efektem czysto kwantowym!

Co zaś do tego, ile mozna by wode ochłodzić. Wcale by nie mozna było.
Paradoksalnie - jak to juz wyjasnił Petrucchio - ciała o ujemnej temperaturze
bezwzglednej nie sa chłodniejsze od absolutnego zera, tylko sa "jeszcze gorętsze
od ciał o nieskończenie wysokiej temperaturze". Brzmi to jak nonsens, ale to
jest czysta prawda. Tylko nie da siętego wytłumaczyc w dwóch słowach, wiec ja
odłoze wyjaśnienia na trochę pózniej, dobrze?

W skrócie zas: temperatura w oole jest czyms nader trudnym do precyzyjnego
zdefiniowania. Żeby nie macic ludziom zanadto w głowie, na niższych szczeblach
nauczanie zjawisk cieplnych najlepiej podac tzw. "operacyjną" definicję:
temperatura to jest to, co odczytujemy z termometru (nie ma sie co śmiać! jeśli
chodzi o czas, to do dziś dnioa nikt lepszej definicji nie wymyślił, niz
"operacyjnej": czs to jest to, co odczytujemy na zegarze).

Ale z temperatura jest lepiej, niz z czasem, bo ja sie jednak daje precyzyjnie
zdefiniować. Tylko trzeba ucznia lub studenta wpierw zaznajomić ze sporym
zasobem wiedzy koniecznej do tego, żeby definicję pojał.

Niektorzy chca to osiągnąc "na skróty" i podaja definicję, która ma te zaletę,
że jest pojeciowo bardzo prosta: mianowicie, temperatura to jest miara średniej
energii kinetycznej molekuł. Piekna definicja, ale ma taka jedną malutką wade,
że nie jest ogólnie sluszna. W zakresie bardzo niskich temperatur, na przyklad,
zawodzi kompletnie.

Z "porzadna" definicja temperatury mozna zapoznac studenta doiero wtedy, gdy
wzglednie dobrze już sie zaznajomił on z pojęciem entropii. Bo ta najogólniejsza
definicja, zawsze słuszna, oparta jest na entropii własnie.

No a ujemna teperatura jest własnie konsekwencją przyjęcia takiej entropowej
definicji. Ujemna temperatura opisuje stan, którego nie mozna uzyskac poprzez
oziebianie i ogrzewanie. Opuisuje sta, ktory mozna tylko wytworzyć przy pomocy
chytrych sztuczek, bo Matka Natura bardzo ni elubi takiego stanu i czyni
wszelkie mozliwe przeszkody, zeby on nie powstał. No, ale fizycy cwane bestie i
jednak zdołali Mastke Naturę przechytrzeć! I, jak pisał Petrucchio, czasem i
Matka Natura sie załamuje i odstęouje od swych zasad i stąd te "gwiezdne masery".

[Gość: zielony]

> W skrócie zas: temperatura w oole jest czyms nader trudnym do
> precyzyjnego zdefiniowania.

dlaczego energia kinetyczna molekul jest trudna do zdefiniowania?

dlaczego przedmiotu tego zjawiska nie mozna nazwac temperatura?

dlaczego termin temperatura przyporzadkowano nagle do innego zjawiska
fizycznego, niz to sobie wymyslil kelvin?

Co sobie wymyślił Lord Kelvin?

[petrucchio]

Gość portalu: zielony napisał(a):

> dlaczego termin temperatura przyporzadkowano nagle do innego
> zjawiska fizycznego, niz to sobie wymyslil kelvin?

W definicji Kelvina nie ma mowy o energii kinetycznej molekuł:

zapatopi.net/kelvin/papers/on_an_absolute_thermometric_scale.html

odnies sie do meritum, prosze...

[Gość: zielony]

...tzn. do moich dwoch pierwszych pytan.

[petrucchio]

Gość portalu: zielony napisał(a):

> ...tzn. do moich dwoch pierwszych pytan.

To, co powiedziałem, jest częściowym odniesienie się do meritum. Temperatura nie
była _zdefiniowana_ jako średnia energia kinetyczna molekuł. Gdyby tak było,
mierzylibyśmy ją w dżulach, nie w kelwinach. Jeśli przeczytasz dokładnie
oryginalną definicję lorda Kelvina, zobaczysz, że jest to zalążek definicji
ostatecznie dopracowanej już po precyzyjnym sformułowaniu II zasady
termodynamiki i pojęcia entropii. Związek temperatury z energią kinetyczną
molekuł gazu doskonałego opisuje kinetyczna teoria gazów Boltzmanna, ale jest to
zależność istniejąca w określonych warunkach, a nie uniwersalna definicja.

[Gość: cs137]

skich temperaturach.

Gdyby tak było, to dodawanie jednakowych porcji energii do izolowanego systemu
powodowałoby zawsze identyczny wzrost temperatury.

To sie jako tako sprawdza w okolicy temperatury pokojowej i wyzszych
temperaturach, ale "pada na pysk" w niskich temperaturach.

Ta definicja T prop_do K byłaby dobra tylko wtedy, gdyby wszystkie ciała były
jednoatomowymi gazami, bo dla takich ta definicja jest dobra w bardzo szerokim
zakresie temperatur - aczkolwiek tez ostatecznie sie w koncu zalamuje.

Definicja T prop_do K powstała na podstawie tzw. kinetycznej teorii gazow, która
była "prekursorem" mechaniki statystycznej i w sumie bardzo prościutka teorią.
To jest obecnie materiał na poziomie kursu fizyki w szkole średniej, lub
podstawowego kursu fizyki uniwersyteckiej - na wyszym poziomie nauczania jednak
sie już o tej prosciutkiej teorii zapomina - wrecz nakazuje sie studentom, by
zapomnieli, ponieważ prowadzi ona do fałszywych wniosków.

Temperatura zera bezwzglednego

[Gość: leonard3]

Materia nigdy nie osiaga temperatury zera bezwzglednego.
Temperatura zera bezwzglednego to brak materii.
W zadnym fragmencie przestrzeni kosmosu nie istnieje temperatura
zera bezwzglednego.

[Gość: cs137]

Gość portalu: leonard3 napisał(a):

> W zadnym fragmencie przestrzeni kosmosu nie istnieje temperatura
> zera bezwzglednego.

Nikt tutaj w tym watku nigdy nie twierdził, ze istnieje.

[atolski21]

Wiem. Dla mnie najbardziej interesujacy jest obraz kosmicznej
rzeczywistosci. Bo tylko na podstawie holitycznej wiedzy o kosmosie
moge kontynuowac racjonalne myslenie poza granice fizyka/metafizyka

[petrucchio]

cs137 napisał:

> Obecnie bardzo często spotyka się dobrze wyszkolonych fizyków,
> którzy na pytanie, czy wiedzą, co to jest ujemna temperatura
> bezwzględna, odpowiadaja, że cos im się moze obiło o uszy, ale
> raczej nie maja bladego pojecia.

Jeszcze w latach 70., kiedy byłem liceum, wywiązała się na ten temet rozmowa
podczas lekcji fizyki. Nasz nauczyciel, młody, bardzo mądry i świetnie
wykształcony człowiek (niestety, zmarł przedwcześnie kilka lat temu) najpierw
wyjaśnił nam pojęcie zera bezwzględnego zera i związane z nim nieporozumienia, a
potem wspomniał o temperaturach ujemnych (w sensie termodynamicznym) i o tym, że
nie można ich osiągnąć poprzez schłodzenie czegokolwiek poniżej zera, tylko
właśnie na odwrót, jak gdyby "przeskakując" temperaturę nieskończoną. Bardzo
mnie wówczas zaintrygował i starałem się później zrozumieć to dokładniej.

Myślę, że dla laika główną trudnością jest mylenie temperatury z "ciepłem"
(skojarzenie, które sprawdza się w codziennym doświadczeniu, ale niekoniecznie w
każdej sytuacji fizycznej). Dlatego wydaje się, na zdrowy rozum, że nieskończona
temperatura wymagałaby dostarczenia nieskończonej energii, a temperatura ujemna

[harovoj]

> Myślę, że dla laika główną trudnością jest mylenie temperatury z "ciepłem"
> (skojarzenie, które sprawdza się w codziennym doświadczeniu, ale niekoniecznie
> w
> każdej sytuacji fizycznej). Dlatego wydaje się, na zdrowy rozum, że nieskończon
> a
> temperatura wymagałaby dostarczenia nieskończonej energii,

Przykro mi jestem laikiem i mi się kojarzy temperatura w skali Kelvina i poza nią z energią czyli fotonami czyli promieniowaniem 0K = brak promieniowania, co tu ma do rzeczy nieskończoność a zwłaszcza dodawanie nieskończonej energii!!!! czyli dolewanie benzyny do ognia ;)

[Gość: w++]

Gość portalu: cs137 napisał(a):

> Czytałem o tym dawno, ale to jest, zdaje sie, prosta metoda na całkiem dokladny
> pomiar natezenia ziemskiego pola. Hobbyści sobie budują taka aparaturke, to jes
> t
> na 100% dobra wiadomosc. Tylko musiałbym odszukac te źródła


Faktycznie, temat hobbystycznego budowania magnetometrów protonowych jest dość
popularny w sieci. Sam też o tym trochę myślałem, ale fundamentalną sprawą w
takiej aparaturze jest wykonanie cewki, a dokładniej, posiadanie dużej dozy
cierpliwości przy jej nawijaniu.
Niezmiernie fascynujące jest w tym całym temacie że za pomocą bardzo skromnych
środków można uzyskać niezwykłe wielką dokładność pomiarów czy to samego pola
magnetycznego, czy jego gradientu. I to bez żadnej konieczności kalibracji, bez
jakiś supermateriałów itd. .

[atolski21]

Kiedy powiedzialem prawde , ze to bezrozumna hucpa ,to mnie wyklikano
w pierwszym poscie. Oj wy ubodzy duchem, nie wiem czy mam sie smiac
czy plakac.

[facet123]

Czy ktoś mógłby mi wyjaśnić co z fizycznego punku widzenia oznacza ten stan
ujemnej temp. bezwzględnej? Przyznam, że pierwsze o tym słyszę. W końcu idea
bezwzględnej skali temperaturowej Kelvina była taka, że zero odpowiada
najmniejszej możliwej energii wewnętrznej ciała, a więc z definicji obniżanie
jej poniżej zera bezwzględnego nie miało być możliwe.
Z drugiej strony, temperatura to wiara dość umowna. W skali -100 do +100 stopni
C można ją jeszcze jakoś wiązać z temperaturami odczuwalnymi, jednak przy
obliczeniach dotyczących np. plazmy, albo reakcji fuzji jądrowej w gwiazdach
podawanie temperatur tam panujących jest zupełną abstrakcją i chyba łatwiej
operować na energiach cząstek.
Domyślam się że podobnie jest z temperaturami około zera...

[petrucchio]

facet123 napisał:

> Przyznam, że pierwsze o tym słyszę. W końcu idea
> bezwzględnej skali temperaturowej Kelvina była taka, że zero
> odpowiada najmniejszej możliwej energii wewnętrznej ciała, a więc
> z definicji obniżanie jej poniżej zera bezwzględnego nie miało być
> możliwe.

No i nie jest, bo nie można przejść do temperatur ujemnych odbierając układowi
energię, czyli schładzając go poniżej zera bezwzględnego. Cały paradoks to
właściwie małe nieporozumienie wynikające z termodynamicznej definicji
temperatury. Jesteśmy przyzwyczajeni do tego, że temperatura na ogół jest
proporcjonalna do średniej energii kinetycznej molekuł, choć tak naprawdę ta
proporcjonalność działa tylko dla gazu doskonałego (a właściwie dla czegoś, co z
dobrym przybliżeniem jest gazem doskonałym. Dla szerszych zastosowań uogólnia
się pojęcie temperatury, interpretując ją w duchu II prawa termodynamiki i
łącząc ją nie tylko z energią, ale i entropią. Można powiedzieć, że temperatura
układu to stosunek przyrostu energii dostarczonej w procesie odwracalnym do
przyrostu entropii. Normalnie jeśli dostarczasz układowi temodynamicznemu
energii, entropia wzrasta. Upraszczając troszkę, można powiedzieć tak: jeśli
wzrasta szybko, to znaczy, że układ ma niską temperaturę. Jeśli wzrasta powoli,
to znaczy, że układ jest "rozgrzany" (ma wysoką temperaturę) i dalsze pompowanie
weń energii nie zwiększa już znacząco nieuporządkowania odpowiadającego wyższej
entropii. Jeśli najmniejsza ingerencja energetyczna powodyje drastyczny wzrost
entropii, to jesteśmy blisko zera bezwzględnego. Na razie nic nie kłóci się tu z
intuicją, a za to pojęcie temperatury rozciąga się na przypadki, kiedy nie
możemy jej bezpośrednio mierzyć termometrem (np. temperatura jonosfery, gazu
międzygwiezdnego itp.).

Problem zaczyna się wtedy, kiedy mówimy o temperaturze układów

[Gość: Roman]

Dla mnie jest to kolejny niewypał matematyczny i nic poza tym.

Ołówek postawiony na szpicu reprezentuje ujemną temp., czy nieskończoną?

[petrucchio]

Gość portalu: Roman napisał(a):

> Ołówek postawiony na szpicu reprezentuje ujemną temp., czy
> nieskończoną?

Urojoną ;)

Trzecie prawo Leonarda.

[Gość: leonard3]

A teraz z pelnym przekonaniem zapoznam was z trzecim
prawem Leonarda: Temperatura=0 bezwzgledne i Entropia =0 , jest w
osobliwosci Black Hole.

[Gość: cs137]

się, przeprowadzając te badania "in situ".

Wiec delikatna sugestia

[Gość: cs137]

się PanaRomanowym zrzędzeniem.

Pan bardzo dobrze napisał:

=====================================
Gość portalu: Roman napisał(a):

> Dla mnie jest to kolejny niewypał matematyczny i nic poza tym.
=====================================

No właśnie. Trafił Pan w dziesiątkę tym "dla mnie". Dla Pana to jest "niewypał".
I to jest Pański problem, Pański własny problem. Nic ponadto.

Na ile tak mniej więcej szacuja Pan liczbe osób, dla których fakt, ze niejaki
Pan Roman w cośtam wierzy, a w cośtam innego znów nie, ma jakiekolwiek znaczenie?

PS: Z pozyczonego egzemplarza książki "Laser Physics" autorstwa samego Lamba i
jeszcze dwóch innych jegomościów, w której wyłozona jest nie-fotonowa teoria
lasera, oparta na koncepcie tzw. "sustained oscillator", zacząłem robic kopie.
Mojego przekonania o istnieniu fotonów ta teoria nie zachwieje, moje osobiste
alianse z fizyką jadrowa sa na to zbyt silne. Ale chce ten tekst miec pod
ręka, jako ciekawostke (fakt, że "mozna inaczej" nie zabija teorii

[Gość: RR-Facet]

Czytalem jeden z Panskich listow i musze przyznac ze z ta entropia u
Pna jes wibitnie.

Czy moze by Pan byl tak laskawy i usiadl na D i rozwiazal sprawe nie
tylo co nowych zrodel energii
ale absolutniu USPRAWNIL WYKORZYSTANIE DOTYCHCZASOWYCH ZRODEl

MOJ ADERSS NA MYSLENIE JEST
TEMAT_entropia a nagroda Nobla dla Al Gore..
[e-mail]

to bardzo wazne,,
wrocmy do Facet wypowiedzi
0047 986 738 00

w panmskiej wiedzy lezy pies pogrzebany!