Cero absoluto

[Almexia]

No acabo de entender bien por qué no resulta posible alcanzar los -273,15 grados centígrados o cero absoluto. Sé que está relacionado con el principio de incertidumbre de Heisenberg. ¿Alguien me lo podría explicar?
Gracias.

[Foton]

Por definicion, la temperatura es una medida directa de la agitacion de los particulas que componen la materia. Su movimiento provoca colisiones entre particulas que determinan la temperatura al material. Cuando las particulas estan quietas, no hay choques entre ellas y por tanto la temperatura alcanza su minimo valor posible, el cero absoluto, esos -273 C que mencionas.
Saludos.

[Almexia]

Por definicion, la temperatura es una medida directa de la agitacion de los particulas que componen la materia. Su movimiento provoca colisiones entre particulas que determinan la temperatura al material. Cuando las particulas estan quietas, no hay choques entre ellas y por tanto la temperatura alcanza su minimo valor posible, el cero absoluto, esos -273 C que mencionas.
Saludos.

Pero es que las partículas nunca están quietas, existe una energía residual llamada de punto cero y esto es lo que no comprendo. Creo que la temperatura media del Universo es de -270º centígrados, que equivale a 3º Kelvin. También sé que la mínima temperatura que ha conseguido el hombre en una cámara frigorífica ha sido de -271º C y que no es posible hacerla descender más porque las moléculas no tienen ya energía suficiente.
Todo esto si mis fuentes de información son correctas.
¿Qué es la energía residual de cero?
Saludos.

[pablox]

El cero absoluto se encuentra en una imposibilidad física desde 2 angulos diferentes.
1. En el caso de que una materia llegase al cero absoluto su volumen debería ser cero

partiendo de la ecuacion de los gases perfecto si:

P*V=nRT

si estamos en condiciones isobáricas (presion constante), n es el número de moles (tampoco varía), R=0,082 (tambien constante).

si la temperatura es cero

P*V=0


y si las condiciones son isobáricas V=0



El cero absoluto lo calculó Lord Kelvin. Kelvin descubrió que, cuando se enfría un gas, su volumen va disminuyendo en proporción a su temperatura; es decir, por cada grado que disminuye la temperatura del gas, su volumen disminuye en un porcentaje concreto. A partir de estos datos, Kelvin calculó que si seguimos enfriando el gas, al llegar a una temperatura de -273.15 grados Celsius el volumen sería cero.


2. para que se cumpla el principio de indeterminación de Heissenberg debe existir una energía residual, por tanto el momento de inercia del sistema no sería cero (si no se detiene el movimiento de los átomos no estaremos en el cero absoluto)


Una explicación mas precisa es que, cuando enfriamos un objeto, lo que estamos haciendo es extraerle energía; el cero absoluto lo alcanzamos en el momento en que le hemos extraído la totalidad de su energía; es decir, el momento en que la energía de ese objeto se hace cero. Si pensamos en la equivalencia materia/energía, esto debería suponer que, en el momento en que un objeto alcanza el cero absoluto debería desaparecer, ya que al quedarse sin energía también se queda sin materia.

En la práctica, lo que ocurre cuando enfriamos un paquete de átomos a una temperatura muy cercana al cero absoluto se puede formar un condensado de Einstein-Bose o un condensado de Fermi, unos extraños estados en los que la materia se comporta como si fuera una partícula subatómica gigante.


Saludos

[vvvegaaa]

Hola Almexia,
Yo lo imagino de la siguiente manera: en un sólido se puede asociar temperatura con movimiento. Por ejemplo, a la temperatura de fusión el movimiento es suficiente para romper los enlaces. Al bajar la temperatura también disminuye el movimiento de las partículas que forman el sólido pero para llegar al cero absoluto las partículas tendrían que estar absolutamente quietas, lo cual, como dices, no es posible debido al principio de incertidumbre.

[GONZALO]

Hola Almexia. Yo no soy un experto en esto, pero mas o menos el problema es que para alzanzar el cero absoluto las partículas deberían estar absolutamente quietas. Y no es tan fácil pararlas del todo.

Se han conseguido temperaturas de milésimas de grado K mediante láseres. Hay mucha información en internete. Pero aún así siempre está la mecánica cuántica y la incertidumbre del movimiento de algún átomo.

Pablox, la ecuación de los gases es una aproximación solo para "gases perfectos". Aquí no sirve porque además a esas temperaturas ya hemos solidificado la materia. No son gases sino sólidos.

[pablox]

Hola Almexia. Yo no soy un experto en esto, pero mas o menos el problema es que para alzanzar el cero absoluto las partículas deberían estar absolutamente quietas. Y no es tan fácil pararlas del todo.

Se han conseguido temperaturas de milésimas de grado K mediante láseres. Hay mucha información en internete. Pero aún así siempre está la mecánica cuántica y la incertidumbre del movimiento de algún átomo.

Pablox, la ecuación de los gases es una aproximación solo para "gases perfectos". Aquí no sirve porque además a esas temperaturas ya hemos solidificado la materia. No son gases sino sólidos.

Entonces me lo enseñaron mal en la carrera. Como decía la china de Eva Hache "así me lo aprendí yo"

[Fredinet]

Hola,
intentaré explicarlo facilmente.

Hay que tener en cuenta que la mecanica cuantica es la teoria científica más solida que jamás se ha concebido ( yo prefiero descubierto).

Se ha testado como nunca otra y sus predicciones se han confirmado siempre hasta el mínimo detalle.

El Principio de Indeterminación es un pilar fundamental de la cuántica: no se puede conocer con absoluta certeza la posición y la velocidad de una partícula.

Si concebimos el cero absoluto como el estado en que una partícula deja de moverse entonces ha de ser imposible pues violaria el principio de Indeterminación: podrias conocer con absoluta precisión tanto la posición como la velocidad.

Si enfrias una partícula suficientemente llegarà un momento en que no pueda seguir disminuyendo su movimiento, Ya no le puedes quitar más energia (enfriarla) queda un mínimo, lo suficiente para respetar el Principio de Indeterminación.

Por cierto ese mínimo resulta coincidir con: la Constante de Planck !

Espero haber sido de ayuda.

Saludos

Fredinet

[GONZALO]

Y para culminar la charla, alguien sabe a qué temperatura corresponde ese mínimo teórico de energía de planck ?

[Avicarlos]

Y para culminar la charla, alguien sabe a qué temperatura corresponde ese mínimo teórico de energía de planck ?

Según la escala de Planck, la temperatura máxima del Cosmos en su inicio, por todo lo conocido hasta la actualidad es

T_max =1,416 *10^32 K

Luego, la temperatura mínima será su inversa

T_min = 7,062 * 10^-33 K

Saludos de Avicarlos.