సంపూర్ణ సున్నా అంటే ఏమిటి?

సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రత సున్నా సున్నా కంటే తక్కువ 273.15 డిగ్రీల సెల్సియస్‌కు, సున్నా ఫారెన్‌హీట్ కంటే 459.67కి అనుగుణంగా ఉంటుంది. కెల్విన్ ఉష్ణోగ్రత స్కేల్ కోసం, ఈ ఉష్ణోగ్రత సున్నా గుర్తు.

సంపూర్ణ సున్నా ఉష్ణోగ్రత యొక్క సారాంశం

సంపూర్ణ సున్నా అనే భావన ఉష్ణోగ్రత యొక్క సారాంశం నుండి వచ్చింది. సమయంలో బాహ్య వాతావరణంలోకి విడుదల చేసే ఏదైనా శరీరం. అదే సమయంలో, శరీర ఉష్ణోగ్రత తగ్గుతుంది, అనగా. తక్కువ శక్తి మిగిలి ఉంది. సిద్ధాంతపరంగా, శక్తి మొత్తం శరీరం ఇకపై ఇవ్వలేని కనిష్ట స్థాయికి చేరుకునే వరకు ఈ ప్రక్రియ కొనసాగుతుంది.
అటువంటి ఆలోచన యొక్క సుదూర దూత ఇప్పటికే M.V. గొప్ప రష్యన్ శాస్త్రవేత్త "రోటరీ" ఉద్యమం ద్వారా వేడిని వివరించాడు. పర్యవసానంగా, గరిష్ట స్థాయి శీతలీకరణ అటువంటి కదలిక యొక్క పూర్తి స్టాప్.

ఆధునిక భావనల ప్రకారం, పరమాణువులకు సాధ్యమైనంత తక్కువ శక్తి స్థాయి ఉండేటటువంటి సంపూర్ణ సున్నా ఉష్ణోగ్రత. తక్కువ శక్తితో, అనగా. తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద, భౌతిక శరీరం ఉనికిలో ఉండదు.

సిద్ధాంతం మరియు అభ్యాసం

సంపూర్ణ సున్నా ఉష్ణోగ్రత అనేది సైద్ధాంతిక భావన, ఇది అత్యంత అధునాతన పరికరాలతో కూడిన శాస్త్రీయ ప్రయోగశాలలలో కూడా ఆచరణలో అసాధ్యం. కానీ శాస్త్రవేత్తలు పదార్థాన్ని చాలా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలకు చల్లబరుస్తుంది, ఇది సంపూర్ణ సున్నాకి దగ్గరగా ఉంటుంది.

అటువంటి ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, పదార్థాలు సాధారణ పరిస్థితులలో కలిగి ఉండని అద్భుతమైన లక్షణాలను పొందుతాయి. మెర్క్యురీ, ఇది ద్రవానికి దగ్గరగా ఉన్న స్థితిలో ఉన్నందున "జీవన వెండి" అని పిలువబడుతుంది, ఈ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఘనమవుతుంది - ఇది గోర్లు నడపడానికి ఉపయోగపడుతుంది. కొన్ని లోహాలు గాజులాగా పెళుసుగా మారుతాయి. రబ్బరు కూడా అంతే గట్టిపడుతుంది. సంపూర్ణ సున్నాకి దగ్గరగా ఉన్న ఉష్ణోగ్రత వద్ద మీరు రబ్బరు వస్తువును సుత్తితో కొట్టినట్లయితే, అది గాజులా విరిగిపోతుంది.

లక్షణాలలో ఈ మార్పు కూడా వేడి స్వభావంతో ముడిపడి ఉంటుంది. భౌతిక శరీరం యొక్క అధిక ఉష్ణోగ్రత, అణువులు మరింత తీవ్రంగా మరియు అస్తవ్యస్తంగా కదులుతాయి. ఉష్ణోగ్రత తగ్గినప్పుడు, కదలిక తక్కువగా ఉంటుంది మరియు నిర్మాణం మరింత క్రమబద్ధంగా మారుతుంది. కాబట్టి వాయువు ద్రవంగా మారుతుంది, మరియు ద్రవం ఘనంగా మారుతుంది. ఆర్డర్ యొక్క అంతిమ స్థాయి క్రిస్టల్ నిర్మాణం. అల్ట్రా-తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, సాధారణంగా నిరాకారమైన రబ్బరు వంటి పదార్థాలు కూడా దానిని పొందుతాయి.

ఆసక్తికరమైన దృగ్విషయాలు లోహాలతో కూడా జరుగుతాయి. క్రిస్టల్ లాటిస్ యొక్క పరమాణువులు తక్కువ వ్యాప్తితో కంపిస్తాయి, ఎలక్ట్రాన్ స్కాటరింగ్ తగ్గుతుంది మరియు అందువలన విద్యుత్ నిరోధకత పడిపోతుంది. మెటల్ సూపర్ కండక్టివిటీని పొందుతుంది, దీని యొక్క ఆచరణాత్మక అనువర్తనం చాలా ఉత్సాహంగా కనిపిస్తుంది, అయినప్పటికీ సాధించడం కష్టం.

మూలాలు:

• లివనోవా A. తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలు, సంపూర్ణ సున్నా మరియు క్వాంటం మెకానిక్స్

శరీరం- ఇది భౌతిక శాస్త్రంలో ప్రాథమిక భావనలలో ఒకటి, అంటే పదార్థం లేదా పదార్ధం యొక్క ఉనికి యొక్క రూపం. ఇది మెటీరియల్ వస్తువు, ఇది వాల్యూమ్ మరియు మాస్ ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది, కొన్నిసార్లు ఇతర పారామితుల ద్వారా కూడా ఉంటుంది. భౌతిక శరీరం ఇతర శరీరాల నుండి సరిహద్దు ద్వారా స్పష్టంగా వేరు చేయబడింది. అనేక ప్రత్యేక రకాల భౌతిక శరీరాలు ఉన్నాయి, వాటి జాబితాను వర్గీకరణగా అర్థం చేసుకోకూడదు.

మెకానిక్స్‌లో, భౌతిక శరీరాన్ని చాలా తరచుగా మెటీరియల్ పాయింట్‌గా అర్థం చేసుకుంటారు. ఇది ఒక రకమైన సంగ్రహణ, దీని యొక్క ప్రధాన ఆస్తి ఒక నిర్దిష్ట సమస్యను పరిష్కరించడానికి శరీరం యొక్క నిజమైన కొలతలు విస్మరించబడవచ్చు. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, మెటీరియల్ పాయింట్ అనేది కొలతలు, ఆకారం మరియు ఇతర సారూప్య లక్షణాలను కలిగి ఉన్న చాలా నిర్దిష్టమైన శరీరం, కానీ ఇప్పటికే ఉన్న సమస్యను పరిష్కరించడానికి అవి ముఖ్యమైనవి కావు. ఉదాహరణకు, మీరు మార్గం యొక్క నిర్దిష్ట విభాగంలో ఒక వస్తువును లెక్కించాల్సిన అవసరం ఉంటే, సమస్యను పరిష్కరించేటప్పుడు మీరు దాని పొడవును పూర్తిగా విస్మరించవచ్చు. మెకానిక్స్ చేత పరిగణించబడే మరొక రకమైన భౌతిక శరీరం ఖచ్చితంగా దృఢమైన శరీరం. అటువంటి శరీరం యొక్క మెకానిక్స్ మెటీరియల్ పాయింట్ యొక్క మెకానిక్స్తో సమానంగా ఉంటుంది, కానీ అదనంగా ఇది ఇతర లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. ఖచ్చితంగా దృఢమైన శరీరం పాయింట్లను కలిగి ఉంటుంది, కానీ వాటి మధ్య దూరం లేదా శరీరానికి లోబడి ఉన్న లోడ్ల క్రింద ద్రవ్యరాశి మార్పుల పంపిణీ ఉండదు. ఇది వికృతీకరించబడదని అర్థం. ఖచ్చితంగా దృఢమైన శరీరం యొక్క స్థానాన్ని నిర్ణయించడానికి, సాధారణంగా కార్టేసియన్‌తో జతచేయబడిన కోఆర్డినేట్ సిస్టమ్‌ను పేర్కొనడానికి సరిపోతుంది. చాలా సందర్భాలలో, ద్రవ్యరాశి కేంద్రం సమన్వయ వ్యవస్థకు కూడా కేంద్రంగా ఉంటుంది. ఖచ్చితంగా దృఢమైన శరీరం లేదు, కానీ చాలా సమస్యలను పరిష్కరించడానికి అటువంటి సంగ్రహణ చాలా సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది, అయితే ఇది సాపేక్ష మెకానిక్స్‌లో పరిగణించబడదు, ఎందుకంటే దీని వేగం కాంతి వేగంతో పోల్చదగిన కదలికలతో, ఈ మోడల్ అంతర్గత వైరుధ్యాలను ప్రదర్శిస్తుంది. పూర్తిగా దృఢమైన శరీరానికి వ్యతిరేకం వికృతమైన శరీరం,

ఉష్ణోగ్రత ఎంత తక్కువగా ఉంటుందో మీరు ఎప్పుడైనా ఆలోచించారా? సంపూర్ణ సున్నా అంటే ఏమిటి? మానవత్వం ఎప్పుడైనా దానిని సాధించగలదా మరియు అటువంటి ఆవిష్కరణ తర్వాత ఏ అవకాశాలు తెరవబడతాయి? ఈ మరియు ఇతర సారూప్య ప్రశ్నలు చాలా మంది భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు మరియు ఆసక్తికరమైన వ్యక్తుల మనస్సులను చాలాకాలంగా ఆక్రమించాయి.

సంపూర్ణ సున్నా అంటే ఏమిటి

మీరు చిన్నప్పటి నుండి భౌతిక శాస్త్రం ఇష్టపడకపోయినా, మీరు బహుశా ఉష్ణోగ్రత భావనతో సుపరిచితులు. పరమాణు గతి సిద్ధాంతానికి ధన్యవాదాలు, అణువులు మరియు అణువుల కదలికల మధ్య ఒక నిర్దిష్ట స్థిరమైన కనెక్షన్ ఉందని ఇప్పుడు మనకు తెలుసు: ఏదైనా భౌతిక శరీరం యొక్క అధిక ఉష్ణోగ్రత, దాని అణువులు వేగంగా కదులుతాయి మరియు దీనికి విరుద్ధంగా ఉంటాయి. ప్రశ్న తలెత్తుతుంది: "ప్రాథమిక కణాలు స్తంభింపజేసే అంత తక్కువ పరిమితి ఉందా?" సైద్ధాంతికంగా ఇది సాధ్యమేనని శాస్త్రవేత్తలు విశ్వసిస్తున్నారు; ఈ విలువను సంపూర్ణ సున్నా అంటారు. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, భౌతిక శరీరాన్ని చల్లబరచడానికి ఇది కనీస సాధ్యం పరిమితి. సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రత స్కేల్ (కెల్విన్ స్కేల్) కూడా ఉంది, దీనిలో సంపూర్ణ సున్నా సూచన పాయింట్, మరియు స్కేల్ యొక్క యూనిట్ డివిజన్ ఒక డిగ్రీకి సమానం. ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న శాస్త్రవేత్తలు ఈ విలువను సాధించడానికి పనిని ఆపలేదు, ఎందుకంటే ఇది మానవాళికి అపారమైన అవకాశాలను ఇస్తుంది.

ఇది ఎందుకు చాలా ముఖ్యమైనది

అతి తక్కువ మరియు అత్యంత అధిక ఉష్ణోగ్రతలు సూపర్ ఫ్లూయిడిటీ మరియు సూపర్ కండక్టివిటీ భావనలకు దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. సూపర్ కండక్టర్లలో ఎలక్ట్రికల్ రెసిస్టెన్స్ అదృశ్యం అనూహ్యమైన సామర్థ్య విలువలను సాధించడం మరియు ఏదైనా శక్తి నష్టాలను తొలగించడం సాధ్యం చేస్తుంది. "సంపూర్ణ సున్నా" విలువను స్వేచ్ఛగా చేరుకోవడానికి అనుమతించే మార్గాన్ని మనం కనుగొనగలిగితే, మానవత్వం యొక్క అనేక సమస్యలు పరిష్కరించబడతాయి. పట్టాల పైన తిరుగుతున్న రైళ్లు, తేలికైన మరియు చిన్న ఇంజిన్‌లు, ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు మరియు జనరేటర్‌లు, హై-ప్రెసిషన్ మాగ్నెటోఎన్‌సెఫలోగ్రఫీ, హై-ప్రెసిషన్ వాచీలు - ఇవి సూపర్ కండక్టివిటీ మన జీవితాల్లోకి తీసుకురాగల కొన్ని ఉదాహరణలు మాత్రమే.

లేటెస్ట్ సైంటిఫిక్ అడ్వాన్సెస్

సెప్టెంబర్ 2003లో, MIT మరియు NASA పరిశోధకులు సోడియం వాయువును రికార్డు స్థాయికి తగ్గించగలిగారు. ప్రయోగం సమయంలో, అవి పూర్తి స్థాయి (సంపూర్ణ సున్నా) కంటే డిగ్రీలో సగం బిలియన్ వంతు మాత్రమే తక్కువగా ఉన్నాయి. పరీక్షల సమయంలో, సోడియం నిరంతరం అయస్కాంత క్షేత్రంలో ఉంటుంది, ఇది కంటైనర్ గోడలను తాకకుండా ఉంచింది. ఉష్ణోగ్రత అవరోధాన్ని అధిగమించడం సాధ్యమైతే, వాయువులోని పరమాణు కదలిక పూర్తిగా ఆగిపోతుంది, ఎందుకంటే అలాంటి శీతలీకరణ సోడియం నుండి మొత్తం శక్తిని సంగ్రహిస్తుంది. పరిశోధకులు ఒక సాంకేతికతను ఉపయోగించారు, దీని రచయిత (వోల్ఫ్‌గ్యాంగ్ కెటెర్లే) 2001లో భౌతిక శాస్త్రంలో నోబెల్ బహుమతిని అందుకున్నారు. పరీక్షలలో కీలకమైన అంశం బోస్-ఐన్స్టీన్ సంక్షేపణం యొక్క గ్యాస్ ప్రక్రియలు. ఇంతలో, థర్మోడైనమిక్స్ యొక్క మూడవ నియమాన్ని ఎవరూ ఇంకా రద్దు చేయలేదు, దీని ప్రకారం సంపూర్ణ సున్నా అనేది అధిగమించలేనిది మాత్రమే కాదు, సాధించలేని విలువ కూడా. అదనంగా, హైసెన్‌బర్గ్ అనిశ్చితి సూత్రం వర్తిస్తుంది మరియు పరమాణువులు వాటి ట్రాక్‌లలో చనిపోవు. అందువల్ల, ప్రస్తుతానికి, సంపూర్ణ సున్నా ఉష్ణోగ్రత విజ్ఞాన శాస్త్రానికి సాధించలేనిది, అయినప్పటికీ శాస్త్రవేత్తలు దానిని అతితక్కువ దూరానికి చేరుకోగలిగారు.

సంపూర్ణ సున్నా (సంపూర్ణ సున్నా) - సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రత ప్రారంభం, నీటి ట్రిపుల్ పాయింట్ క్రింద 273.16 K నుండి ప్రారంభమవుతుంది (మూడు దశల సమతౌల్య స్థానం - మంచు, నీరు మరియు నీటి ఆవిరి); సంపూర్ణ సున్నా వద్ద, అణువుల కదలిక ఆగిపోతుంది మరియు అవి "సున్నా" చలన స్థితిలో ఉంటాయి. లేదా: ఒక పదార్ధం ఉష్ణ శక్తిని కలిగి ఉండని అత్యల్ప ఉష్ణోగ్రత.

సంపూర్ణ సున్నా ప్రారంభించండిసంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రత పఠనం. –273.16 °Cకి అనుగుణంగా ఉంటుంది. ప్రస్తుతం, భౌతిక ప్రయోగశాలలలో సంపూర్ణ సున్నాకి మించిన ఉష్ణోగ్రతను డిగ్రీలో కొన్ని మిలియన్ల వంతు మాత్రమే పొందడం సాధ్యమైంది, అయితే థర్మోడైనమిక్స్ చట్టాల ప్రకారం, దానిని సాధించడం అసాధ్యం. సంపూర్ణ సున్నా వద్ద, సిస్టమ్ సాధ్యమైనంత తక్కువ శక్తితో స్థితిలో ఉంటుంది (ఈ స్థితిలో, పరమాణువులు మరియు అణువులు "సున్నా" కంపనాలను నిర్వహిస్తాయి) మరియు సున్నా ఎంట్రోపీ (సున్నా రుగ్మత) సంపూర్ణ సున్నా బిందువు వద్ద ఆదర్శ వాయువు యొక్క ఘనపరిమాణం తప్పనిసరిగా సున్నాకి సమానంగా ఉండాలి మరియు ఈ బిందువును గుర్తించడానికి, నిజమైన హీలియం వాయువు యొక్క ఘనపరిమాణం ఇక్కడ కొలుస్తారు సీక్వెన్షియల్తక్కువ పీడనం (-268.9 ° C) వద్ద ద్రవీకృతమయ్యే వరకు ఉష్ణోగ్రతను తగ్గించడం మరియు ద్రవీకరణ లేనప్పుడు వాయువు పరిమాణం సున్నాగా మారే ఉష్ణోగ్రతకు ఎక్స్‌ట్రాపోలేట్ చేయడం. సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రత థర్మోడైనమిక్స్కేల్‌ను కెల్విన్‌లలో కొలుస్తారు, ఇది K గుర్తుతో సూచించబడుతుంది. సంపూర్ణ థర్మోడైనమిక్స్కేల్ మరియు సెల్సియస్ స్కేల్ ఒకదానికొకటి ఆఫ్‌సెట్ చేయబడతాయి మరియు K = °C + 273.16 ° నిష్పత్తితో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి.

కథ

"ఉష్ణోగ్రత" అనే పదం ఆ రోజుల్లో ఉద్భవించింది, ఎక్కువ వేడిచేసిన శరీరాలలో తక్కువ వేడి చేయబడిన వాటి కంటే ఎక్కువ మొత్తంలో ప్రత్యేక పదార్ధం - క్యాలరీలు ఉంటాయి. అందువల్ల, ఉష్ణోగ్రత అనేది శరీర పదార్థం మరియు కెలోరిక్ మిశ్రమం యొక్క బలంగా గుర్తించబడింది. ఈ కారణంగా, ఆల్కహాలిక్ పానీయాలు మరియు ఉష్ణోగ్రత యొక్క బలం కోసం కొలత యూనిట్లు ఒకే విధంగా పిలువబడతాయి - డిగ్రీలు.

ఉష్ణోగ్రత అనేది అణువుల గతి శక్తి కాబట్టి, దానిని శక్తి యూనిట్లలో (అంటే జూల్స్‌లోని SI వ్యవస్థలో) కొలవడం అత్యంత సహజమని స్పష్టమవుతుంది. అయినప్పటికీ, పరమాణు గతి సిద్ధాంతం యొక్క సృష్టికి చాలా కాలం ముందు ఉష్ణోగ్రత కొలత ప్రారంభమైంది, కాబట్టి ఆచరణాత్మక ప్రమాణాలు సాంప్రదాయిక యూనిట్లలో ఉష్ణోగ్రతను కొలుస్తాయి - డిగ్రీలు.

కెల్విన్ స్కేల్

థర్మోడైనమిక్స్ కెల్విన్ స్కేల్‌ను ఉపయోగిస్తుంది, దీనిలో ఉష్ణోగ్రత సంపూర్ణ సున్నా (శరీరం యొక్క కనీస సిద్ధాంతపరంగా సాధ్యమయ్యే అంతర్గత శక్తికి సంబంధించిన స్థితి) నుండి కొలుస్తారు మరియు ఒక కెల్విన్ సంపూర్ణ సున్నా నుండి ట్రిపుల్ పాయింట్ వరకు ఉన్న దూరం యొక్క 1/273.16కి సమానం. నీరు (మంచు, నీరు మరియు నీటి జతలు సమతౌల్యంలో ఉండే స్థితి). కెల్విన్‌లను శక్తి యూనిట్లుగా మార్చడానికి బోల్ట్జ్‌మన్ స్థిరాంకం ఉపయోగించబడుతుంది. ఉత్పన్నమైన యూనిట్లు కూడా ఉపయోగించబడతాయి: కిలోకెల్విన్, మెగాకెల్విన్, మిల్లికెల్విన్, మొదలైనవి.

సెల్సియస్

రోజువారీ జీవితంలో, సెల్సియస్ స్కేల్ ఉపయోగించబడుతుంది, దీనిలో 0 అనేది నీటి ఘనీభవన స్థానం, మరియు 100° అనేది వాతావరణ పీడనం వద్ద నీటి మరిగే స్థానం. నీటి ఘనీభవన మరియు మరిగే బిందువులు సరిగ్గా నిర్వచించబడనందున, సెల్సియస్ స్కేల్ ప్రస్తుతం కెల్విన్ స్కేల్‌ని ఉపయోగించి నిర్వచించబడింది: డిగ్రీ సెల్సియస్ కెల్విన్‌కి సమానం, సంపూర్ణ సున్నా −273.15 °Cగా తీసుకోబడుతుంది. సెల్సియస్ స్కేల్ ఆచరణాత్మకంగా చాలా సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే మన గ్రహం మీద నీరు చాలా సాధారణం మరియు మన జీవితం దానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. వాతావరణ శాస్త్రానికి జీరో సెల్సియస్ ఒక ప్రత్యేక స్థానం, ఎందుకంటే వాతావరణ నీరు గడ్డకట్టడం వల్ల ప్రతిదీ గణనీయంగా మారుతుంది.

ఫారెన్‌హీట్

ఇంగ్లాండ్‌లో మరియు ముఖ్యంగా USAలో, ఫారెన్‌హీట్ స్కేల్ ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ స్కేల్ ఫారెన్‌హీట్ నివసించిన నగరంలో అతి శీతలమైన శీతాకాలపు ఉష్ణోగ్రత నుండి మానవ శరీర ఉష్ణోగ్రత వరకు 100 డిగ్రీలుగా విరామాన్ని విభజిస్తుంది. సున్నా డిగ్రీల సెల్సియస్ 32 డిగ్రీల ఫారెన్‌హీట్, మరియు డిగ్రీ ఫారెన్‌హీట్ 5/9 డిగ్రీల సెల్సియస్.

ఫారెన్‌హీట్ స్కేల్ యొక్క ప్రస్తుత నిర్వచనం క్రింది విధంగా ఉంది: ఇది ఉష్ణోగ్రత స్కేల్, దీనిలో 1 డిగ్రీ (1 °F) అనేది నీటి మరిగే స్థానం మరియు వాతావరణ పీడనం వద్ద మంచు ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత మధ్య వ్యత్యాసం 1/180వ వంతుకు సమానం, మరియు మంచు ద్రవీభవన స్థానం +32 °F. ఫారెన్‌హీట్ స్కేల్‌పై ఉష్ణోగ్రత t °C = 5/9 (t °F – 32), 1 °F = 5/9 °C నిష్పత్తి ద్వారా సెల్సియస్ స్కేల్ (t °C)పై ఉష్ణోగ్రతకు సంబంధించినది. 1724లో జి. ఫారెన్‌హీట్ ప్రతిపాదించారు.

రేమూర్ స్కేల్

అతను కనుగొన్న ఆల్కహాల్ థర్మామీటర్‌ను వివరించిన R. A. Reaumur 1730లో ప్రతిపాదించాడు.

యూనిట్ అనేది డిగ్రీ Reaumur (°R), 1 °R అనేది సూచన బిందువుల మధ్య ఉష్ణోగ్రత విరామంలో 1/80కి సమానం - మంచు ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత (0 °R) మరియు నీటి మరిగే స్థానం (80 °R)

1 °R = 1.25 °C.

ప్రస్తుతం, స్కేల్ ఉపయోగం లేకుండా పోయింది, ఇది రచయిత యొక్క మాతృభూమి అయిన ఫ్రాన్స్‌లో ఎక్కువ కాలం జీవించింది.

ఉష్ణోగ్రత ప్రమాణాల పోలిక

సాధారణ మానవ శరీర ఉష్ణోగ్రత 36.6 °C ±0.7 °C, లేదా 98.2 °F ±1.3 °F. సాధారణంగా కోట్ చేయబడిన 98.6 °F విలువ 19వ శతాబ్దపు జర్మన్ విలువ 37 °C యొక్క ఫారెన్‌హీట్‌కి ఖచ్చితమైన మార్పిడి. ఆధునిక భావనల ప్రకారం ఈ విలువ సాధారణ ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో లేనందున, ఇది అధిక (తప్పు) ఖచ్చితత్వాన్ని కలిగి ఉందని మేము చెప్పగలం. ఈ పట్టికలోని కొన్ని విలువలు రౌండ్ చేయబడ్డాయి.

ఫారెన్‌హీట్ మరియు సెల్సియస్ ప్రమాణాల పోలిక

(ఓ ఎఫ్- ఫారెన్‌హీట్ స్కేల్, oC- సెల్సియస్ స్కేల్)

డిగ్రీల సెల్సియస్‌ని కెల్విన్‌గా మార్చడానికి, మీరు తప్పనిసరిగా సూత్రాన్ని ఉపయోగించాలి T=t+T 0ఇక్కడ T అనేది కెల్విన్‌లలో ఉష్ణోగ్రత, t అనేది డిగ్రీల సెల్సియస్, T 0 =273.15 కెల్విన్‌లలో ఉష్ణోగ్రత. డిగ్రీ సెల్సియస్ పరిమాణం కెల్విన్‌కి సమానం.

ఆదర్శ వాయువు యొక్క ఘనపరిమాణం సున్నాకి సమానంగా మారే పరిమితి ఉష్ణోగ్రత సంపూర్ణ సున్నా ఉష్ణోగ్రతగా పరిగణించబడుతుంది. అయితే, సంపూర్ణ సున్నా ఉష్ణోగ్రత వద్ద వాస్తవ వాయువుల పరిమాణం అదృశ్యం కాదు. అప్పుడు ఈ ఉష్ణోగ్రత పరిమితి అర్ధమేనా?

పరిమితి ఉష్ణోగ్రత, గే-లుసాక్ చట్టం నుండి దాని ఉనికి అర్ధమే, ఎందుకంటే నిజమైన వాయువు యొక్క లక్షణాలను ఆదర్శవంతమైన లక్షణాలకు దగ్గరగా తీసుకురావడం ఆచరణాత్మకంగా సాధ్యమవుతుంది. దీన్ని చేయడానికి, మీరు పెరుగుతున్న అరుదైన వాయువును తీసుకోవాలి, తద్వారా దాని సాంద్రత సున్నాకి ఉంటుంది. నిజానికి, ఉష్ణోగ్రత తగ్గినప్పుడు, అటువంటి వాయువు యొక్క పరిమాణం సున్నాకి దగ్గరగా పరిమితిని కలిగి ఉంటుంది.

సెల్సియస్ స్కేల్‌లో సంపూర్ణ సున్నా విలువను కనుగొనండి. వాల్యూమ్‌ను సమం చేయడం వివిసూత్రం (3.6.4) సున్నా మరియు దానిని పరిగణనలోకి తీసుకుంటుంది

అందువల్ల సంపూర్ణ సున్నా ఉష్ణోగ్రత

* మరింత ఖచ్చితమైన సంపూర్ణ సున్నా విలువ: -273.15 °C.

ఇది ప్రకృతిలో విపరీతమైన, అత్యల్ప ఉష్ణోగ్రత, ఇది "చలి యొక్క గొప్ప లేదా చివరి డిగ్రీ", ఇది ఉనికిని లోమోనోసోవ్ అంచనా వేసింది.

కెల్విన్ స్కేల్

కెల్విన్ విలియం (థామ్సన్ W.) (1824-1907) - అత్యుత్తమ ఆంగ్ల భౌతిక శాస్త్రవేత్త, థర్మోడైనమిక్స్ మరియు వాయువుల పరమాణు గతి సిద్ధాంతం వ్యవస్థాపకులలో ఒకరు.

కెల్విన్ సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రత స్థాయిని ప్రవేశపెట్టాడు మరియు వేడిని పూర్తిగా పనిగా మార్చడం అసంభవం రూపంలో థర్మోడైనమిక్స్ యొక్క రెండవ నియమం యొక్క సూత్రీకరణలలో ఒకదాన్ని ఇచ్చాడు. అతను ద్రవ ఉపరితల శక్తిని కొలవడం ఆధారంగా అణువుల పరిమాణాన్ని లెక్కించాడు. ట్రాన్స్‌అట్లాంటిక్ టెలిగ్రాఫ్ కేబుల్‌ను అమర్చడానికి సంబంధించి, కెల్విన్ విద్యుదయస్కాంత డోలనాల సిద్ధాంతాన్ని అభివృద్ధి చేశాడు మరియు సర్క్యూట్‌లో ఉచిత డోలనాల కాలానికి సూత్రాన్ని రూపొందించాడు. అతని శాస్త్రీయ విజయాల కోసం, W. థామ్సన్ లార్డ్ కెల్విన్ బిరుదును అందుకున్నాడు.

ఆంగ్ల శాస్త్రవేత్త W. కెల్విన్ సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రత స్థాయిని ప్రవేశపెట్టారు. కెల్విన్ స్కేల్‌పై సున్నా ఉష్ణోగ్రత సంపూర్ణ సున్నాకి అనుగుణంగా ఉంటుంది మరియు ఈ స్కేల్‌లోని ఉష్ణోగ్రత యూనిట్ సెల్సియస్ స్కేల్‌లోని డిగ్రీకి సమానం, కాబట్టి సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రత టిఫార్ములా ద్వారా సెల్సియస్ స్కేల్‌పై ఉష్ణోగ్రతకు సంబంధించినది

(3.7.6)

మూర్తి 3.11 సంపూర్ణ స్కేల్ మరియు పోలిక కోసం సెల్సియస్ స్కేల్‌ను చూపుతుంది.

సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రత యొక్క SI యూనిట్‌ను కెల్విన్ (సంక్షిప్తంగా K) అంటారు. కాబట్టి, సెల్సియస్ స్కేల్‌పై ఒక డిగ్రీ కెల్విన్ స్కేల్‌పై ఒక డిగ్రీకి సమానం: 1 °C = 1 K.

ఈ విధంగా, సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రత, ఫార్ములా (3.7.6) ద్వారా ఇవ్వబడిన నిర్వచనం ప్రకారం, సెల్సియస్ ఉష్ణోగ్రత మరియు ప్రయోగాత్మకంగా నిర్ణయించబడిన విలువపై ఆధారపడిన ఒక ఉత్పన్న పరిమాణం. అయితే, ఇది ప్రాథమిక ప్రాముఖ్యత కలిగి ఉంది.

పరమాణు గతి సిద్ధాంతం యొక్క దృక్కోణం నుండి, పరమాణువులు లేదా అణువుల అస్తవ్యస్తమైన కదలిక యొక్క సగటు గతి శక్తికి సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రత సంబంధించినది. వద్ద T = O K అణువుల ఉష్ణ కదలిక ఆగిపోతుంది. ఇది 4వ అధ్యాయంలో మరింత వివరంగా చర్చించబడుతుంది.

సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రతపై వాల్యూమ్ యొక్క ఆధారపడటం

కెల్విన్ స్కేల్‌ని ఉపయోగించి, గే-లుసాక్ నియమాన్ని (3.6.4) సరళమైన రూపంలో వ్రాయవచ్చు. ఎందుకంటే

(3.7.7)

స్థిర పీడనం వద్ద ఇచ్చిన ద్రవ్యరాశి యొక్క వాయువు పరిమాణం సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రతకు నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

ఒకే పీడనం వద్ద వివిధ రాష్ట్రాలలో ఒకే ద్రవ్యరాశి యొక్క వాయువు వాల్యూమ్‌ల నిష్పత్తి సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రతల నిష్పత్తికి సమానం అని ఇది అనుసరిస్తుంది:

(3.7.8)

ఆదర్శ వాయువు యొక్క ఘనపరిమాణం (మరియు పీడనం) అదృశ్యమయ్యే కనీస ఉష్ణోగ్రత ఉంది. ఇది సంపూర్ణ సున్నా ఉష్ణోగ్రత:-273 °C. సంపూర్ణ సున్నా నుండి ఉష్ణోగ్రతను లెక్కించడం సౌకర్యంగా ఉంటుంది. సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రత స్థాయిని ఈ విధంగా నిర్మించారు.

వాతావరణ నివేదిక సున్నాకి సమీపంలో ఉష్ణోగ్రతలను అంచనా వేసినప్పుడు, మీరు స్కేటింగ్ రింక్‌కి వెళ్లకూడదు: మంచు కరిగిపోతుంది. మంచు ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత సున్నా డిగ్రీల సెల్సియస్‌గా పరిగణించబడుతుంది, ఇది అత్యంత సాధారణ ఉష్ణోగ్రత ప్రమాణం.
ప్రతికూల డిగ్రీల సెల్సియస్ స్కేల్ - డిగ్రీలు మనకు బాగా తెలుసు<ниже нуля>, చలి డిగ్రీలు. భూమిపై అత్యల్ప ఉష్ణోగ్రత అంటార్కిటికాలో నమోదైంది: -88.3°C. భూమి వెలుపల కూడా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలు సాధ్యమే: చంద్రుని అర్ధరాత్రి చంద్రుని ఉపరితలంపై ఇది -160 ° C చేరుకోవచ్చు.
కానీ ఏకపక్షంగా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలు ఎక్కడా ఉండవు. అత్యంత తక్కువ ఉష్ణోగ్రత - సంపూర్ణ సున్నా - సెల్సియస్ స్కేల్‌పై - 273.16°కి అనుగుణంగా ఉంటుంది.
సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రత ప్రమాణం, కెల్విన్ స్కేల్, సంపూర్ణ సున్నా నుండి ఉద్భవించింది. మంచు 273.16° కెల్విన్ వద్ద కరుగుతుంది, మరియు నీరు 373.16° K వద్ద కరుగుతుంది. అందువలన, డిగ్రీ K డిగ్రీ Cకి సమానం. కానీ కెల్విన్ స్కేల్‌లో, అన్ని ఉష్ణోగ్రతలు సానుకూలంగా ఉంటాయి.
0°K శీతల పరిమితి ఎందుకు?
వేడి అనేది ఒక పదార్ధం యొక్క అణువులు మరియు అణువుల యొక్క అస్తవ్యస్తమైన కదలిక. ఒక పదార్ధం చల్లబడినప్పుడు, దాని నుండి ఉష్ణ శక్తి తొలగించబడుతుంది మరియు కణాల యాదృచ్ఛిక కదలిక బలహీనపడుతుంది. చివరికి, బలమైన శీతలీకరణతో, థర్మల్<пляска>కణాలు దాదాపు పూర్తిగా ఆగిపోతాయి. పరమాణువులు మరియు అణువులు సంపూర్ణ సున్నాగా తీసుకోబడిన ఉష్ణోగ్రత వద్ద పూర్తిగా స్తంభింపజేస్తాయి. క్వాంటం మెకానిక్స్ సూత్రాల ప్రకారం, సంపూర్ణ సున్నా వద్ద అది కణాల యొక్క ఉష్ణ చలనం ఆగిపోతుంది, కానీ కణాలు పూర్తిగా స్తంభింపజేయవు, ఎందుకంటే అవి పూర్తిగా విశ్రాంతి తీసుకోలేవు. కాబట్టి, సంపూర్ణ సున్నా వద్ద, కణాలు ఇప్పటికీ ఒక రకమైన కదలికను కలిగి ఉండాలి, దీనిని సున్నా చలనం అంటారు.

అయితే, ఒక పదార్థాన్ని సంపూర్ణ సున్నా కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబరచడం అనేది ఉద్దేశం వలె అర్థరహితమైన ఆలోచన<идти медленнее, чем стоять на месте>.

అంతేకాకుండా, ఖచ్చితమైన సంపూర్ణ సున్నాని సాధించడం కూడా దాదాపు అసాధ్యం. మీరు అతనికి మాత్రమే దగ్గరవ్వగలరు. ఎందుకంటే మీరు ఏ విధంగానూ ఒక పదార్ధం నుండి ఉష్ణ శక్తిని పూర్తిగా తీసివేయలేరు. కొన్ని ఉష్ణ శక్తి లోతైన శీతలీకరణ వద్ద ఉంటుంది.
మీరు అల్ట్రా-తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలను ఎలా సాధిస్తారు?
పదార్థాన్ని వేడి చేయడం కంటే గడ్డకట్టడం చాలా కష్టం. స్టవ్ మరియు రిఫ్రిజిరేటర్ రూపకల్పన యొక్క పోలిక నుండి కూడా ఇది చూడవచ్చు.
చాలా గృహ మరియు పారిశ్రామిక రిఫ్రిజిరేటర్లలో, ఒక ప్రత్యేక ద్రవం యొక్క బాష్పీభవనం కారణంగా వేడి తొలగించబడుతుంది - ఫ్రీయాన్, ఇది మెటల్ గొట్టాల ద్వారా ప్రసరిస్తుంది. రహస్యం ఏమిటంటే, ఫ్రీయాన్ తగినంత తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద మాత్రమే ద్రవ స్థితిలో ఉంటుంది. రిఫ్రిజిరేటర్ కంపార్ట్‌మెంట్‌లో, గది యొక్క వేడి కారణంగా, అది వేడెక్కుతుంది మరియు ఉడకబెట్టి, ఆవిరిగా మారుతుంది. కానీ ఆవిరి కంప్రెసర్ ద్వారా కంప్రెస్ చేయబడుతుంది, ద్రవీకరించబడుతుంది మరియు ఆవిరిపోరేటర్లోకి ప్రవేశిస్తుంది, ఆవిరైన ఫ్రీయాన్ నష్టాన్ని భర్తీ చేస్తుంది. కంప్రెసర్‌ను ఆపరేట్ చేయడానికి శక్తి వినియోగించబడుతుంది.
లోతైన శీతలీకరణ పరికరాలలో, చల్లని క్యారియర్ అల్ట్రా-కోల్డ్ లిక్విడ్ - లిక్విడ్ హీలియం. రంగులేనిది, తేలికైనది (నీటి కంటే 8 రెట్లు తేలికైనది), ఇది 4.2°K వద్ద వాతావరణ పీడనంతో మరియు 0.7°K వద్ద వాక్యూమ్‌లో ఉడకబెట్టింది. హీలియం యొక్క కాంతి ఐసోటోప్ ద్వారా మరింత తక్కువ ఉష్ణోగ్రత ఇవ్వబడుతుంది: 0.3°K.
శాశ్వత హీలియం రిఫ్రిజిరేటర్‌ను ఏర్పాటు చేయడం చాలా కష్టం. ద్రవ హీలియంతో స్నానాలలో పరిశోధన జరుగుతుంది. మరియు ఈ వాయువును ద్రవీకరించడానికి, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు వివిధ పద్ధతులను ఉపయోగిస్తారు. ఉదాహరణకు, ముందుగా చల్లబడిన మరియు కుదించబడిన హీలియం విస్తరించబడింది, ఒక సన్నని రంధ్రం ద్వారా వాక్యూమ్ చాంబర్‌లోకి విడుదల చేయబడుతుంది. అదే సమయంలో, ఉష్ణోగ్రత మరింత తగ్గుతుంది మరియు కొంత వాయువు ద్రవంగా మారుతుంది. ఇది చల్లబడిన వాయువును విస్తరించడానికి మాత్రమే కాకుండా, పనిని చేయమని బలవంతం చేయడానికి మాత్రమే మరింత సమర్థవంతమైనది - పిస్టన్ను తరలించండి.
ఫలితంగా ద్రవ హీలియం ప్రత్యేక థర్మోస్‌లలో నిల్వ చేయబడుతుంది - దేవర్ ఫ్లాస్క్‌లు. ఈ చాలా చల్లటి ద్రవం యొక్క ధర (సంపూర్ణ సున్నా వద్ద స్తంభింపజేయనిది మాత్రమే) చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఏదేమైనా, ద్రవ హీలియం ఈ రోజుల్లో విజ్ఞాన శాస్త్రంలో మాత్రమే కాకుండా, వివిధ సాంకేతిక పరికరాలలో కూడా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతోంది.
అత్యల్ప ఉష్ణోగ్రతలు వేరే విధంగా సాధించబడ్డాయి. కొన్ని లవణాల అణువులు, ఉదాహరణకు పొటాషియం క్రోమియం అల్యూమ్, శక్తి యొక్క అయస్కాంత రేఖల వెంట తిరుగుతాయి. ఈ ఉప్పును ద్రవ హీలియంతో 1°K వరకు ముందుగా చల్లబరుస్తుంది మరియు బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రంలో ఉంచబడుతుంది. ఈ సందర్భంలో, అణువులు శక్తి రేఖల వెంట తిరుగుతాయి మరియు విడుదలైన వేడి ద్రవ హీలియం ద్వారా తీసివేయబడుతుంది. అప్పుడు అయస్కాంత క్షేత్రం అకస్మాత్తుగా తొలగించబడుతుంది, అణువులు మళ్లీ వేర్వేరు దిశల్లో తిరుగుతాయి మరియు ఖర్చు

ఈ పని ఉప్పు మరింత శీతలీకరణకు దారితీస్తుంది. ఈ విధంగా మనం 0.001° K ఉష్ణోగ్రతను పొందాము. ఇదే పద్ధతిని సూత్రప్రాయంగా ఉపయోగించి, ఇతర పదార్ధాలను ఉపయోగించి, మనం ఇంకా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతను పొందవచ్చు.
భూమిపై ఇప్పటివరకు లభించిన అత్యల్ప ఉష్ణోగ్రత 0.00001° K.

సూపర్ ఫ్లూయిడిటీ

ద్రవ హీలియం స్నానాలలో అతి తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలకు ఘనీభవించిన పదార్ధం గమనించదగ్గ విధంగా మారుతుంది. రబ్బరు పెళుసుగా మారుతుంది, సీసం ఉక్కు మరియు సాగేలా గట్టిపడుతుంది, అనేక మిశ్రమాలు బలాన్ని పెంచుతాయి.

లిక్విడ్ హీలియం కూడా ఒక విచిత్రమైన రీతిలో ప్రవర్తిస్తుంది. 2.2 ° K కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, ఇది సాధారణ ద్రవాలకు అపూర్వమైన ఆస్తిని పొందుతుంది - సూపర్ ఫ్లూయిడ్: వాటిలో కొన్ని పూర్తిగా స్నిగ్ధతను కోల్పోతాయి మరియు ఎటువంటి ఘర్షణ లేకుండా ఇరుకైన పగుళ్ల ద్వారా ప్రవహిస్తాయి.
ఈ దృగ్విషయాన్ని సోవియట్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త P. JI 1937లో కనుగొన్నారు. కపిట్సా, అప్పుడు విద్యావేత్త JI ద్వారా వివరించబడింది. D. లాండౌ.
అల్ట్రా-తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పదార్థం యొక్క ప్రవర్తన యొక్క క్వాంటం చట్టాలు గుర్తించదగిన ప్రభావాన్ని కలిగి ఉన్నాయని ఇది మారుతుంది. ఈ చట్టాలలో ఒకదాని ప్రకారం, శక్తి శరీరం నుండి శరీరానికి బాగా నిర్వచించబడిన భాగాలలో మాత్రమే బదిలీ చేయబడుతుంది - క్వాంటా. ద్రవ హీలియంలో చాలా తక్కువ ఉష్ణ క్వాంటా ఉన్నాయి, అవి అన్ని అణువులకు సరిపోవు. ద్రవం యొక్క భాగం, హీట్ క్వాంటా లేకుండా, సంపూర్ణ సున్నా ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉన్నట్లుగా ఉంటుంది; ఈ భాగం (దీనిని హీలియం-H అని పిలుస్తారు) సూపర్ ఫ్లూయిడిటీని కలిగి ఉంటుంది. ఉష్ణోగ్రత తగ్గినప్పుడు, హీలియం-P మరింత సమృద్ధిగా మారుతుంది మరియు సంపూర్ణ సున్నా వద్ద మొత్తం హీలియం హీలియం-Hగా మారుతుంది.
సూపర్ ఫ్లూయిడిటీ ఇప్పుడు చాలా వివరంగా అధ్యయనం చేయబడింది మరియు ఉపయోగకరమైన ఆచరణాత్మక అనువర్తనాన్ని కూడా కనుగొంది: దాని సహాయంతో హీలియం ఐసోటోప్‌లను వేరు చేయడం సాధ్యపడుతుంది.

సూపర్ కండక్టివిటీ

సంపూర్ణ సున్నాకి సమీపంలో, కొన్ని పదార్థాల విద్యుత్ లక్షణాలలో చాలా ఆసక్తికరమైన మార్పులు సంభవిస్తాయి.
1911 లో, డచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త కామెర్లింగ్ ఒన్నెస్ ఊహించని ఆవిష్కరణను చేసాడు: 4.12 ° K ఉష్ణోగ్రత వద్ద, పాదరసంలో విద్యుత్ నిరోధకత పూర్తిగా అదృశ్యమవుతుంది. మెర్క్యురీ సూపర్ కండక్టర్ అవుతుంది. సూపర్ కండక్టింగ్ రింగ్‌లో ప్రేరేపించబడిన విద్యుత్ ప్రవాహం చనిపోదు మరియు దాదాపు ఎప్పటికీ ప్రవహిస్తుంది.
అటువంటి రింగ్ పైన, ఒక సూపర్ కండక్టింగ్ బాల్ గాలిలో తేలుతుంది మరియు ఒక అద్భుత కథ వలె పడిపోదు.<гроб Магомета>, ఎందుకంటే దాని గురుత్వాకర్షణ రింగ్ మరియు బంతి మధ్య అయస్కాంత వికర్షణ ద్వారా భర్తీ చేయబడుతుంది. అన్నింటికంటే, రింగ్‌లోని నిరంతర ప్రవాహం అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తుంది మరియు ఇది బంతిలో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ప్రేరేపిస్తుంది మరియు దానితో వ్యతిరేక దిశలో ఉన్న అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ప్రేరేపిస్తుంది.
పాదరసంతో పాటు, టిన్, సీసం, జింక్ మరియు అల్యూమినియం సంపూర్ణ సున్నాకి సమీపంలో సూపర్ కండక్టివిటీని కలిగి ఉంటాయి. ఈ లక్షణం 23 మూలకాలు మరియు వంద కంటే ఎక్కువ విభిన్న మిశ్రమాలు మరియు ఇతర రసాయన సమ్మేళనాలలో కనుగొనబడింది.
సూపర్ కండక్టివిటీ కనిపించే ఉష్ణోగ్రతలు (క్లిష్ట ఉష్ణోగ్రతలు) చాలా విస్తృత పరిధిని కలిగి ఉంటాయి - 0.35 ° K (హాఫ్నియం) నుండి 18 ° K (నియోబియం-టిన్ మిశ్రమం).
సూపర్ కండక్టివిటీ యొక్క దృగ్విషయం, సూపర్-
ద్రవత్వం వివరంగా అధ్యయనం చేయబడింది. పదార్థాల అంతర్గత నిర్మాణం మరియు బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రంపై క్లిష్టమైన ఉష్ణోగ్రతల ఆధారపడటం కనుగొనబడింది. సూపర్ కండక్టివిటీ యొక్క లోతైన సిద్ధాంతం అభివృద్ధి చేయబడింది (సోవియట్ శాస్త్రవేత్త అకాడెమీషియన్ N. N. బోగోలియుబోవ్ ద్వారా ఒక ముఖ్యమైన సహకారం అందించబడింది).
ఈ విరుద్ధమైన దృగ్విషయం యొక్క సారాంశం మళ్లీ పూర్తిగా క్వాంటం. అతి తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, ఎలక్ట్రాన్లు లోపలికి వస్తాయి

సూపర్ కండక్టర్ అనేది స్ఫటిక లాటిస్‌కు శక్తిని ఇవ్వదు లేదా దానిని వేడి చేయడంలో శక్తి క్వాంటాను వృధా చేయలేని జత వైపుగా కట్టుబడి ఉండే కణాల వ్యవస్థను ఏర్పరుస్తుంది. ఎలక్ట్రాన్‌ల జంటలు కదులుతాయి<танцуя>, మధ్య<прутьями решетки>- అయాన్లు మరియు ఘర్షణలు మరియు శక్తి బదిలీ లేకుండా వాటిని బైపాస్ చేయండి.
టెక్నాలజీలో సూపర్ కండక్టివిటీ ఎక్కువగా ఉపయోగించబడుతుంది.
ఉదాహరణకు, సూపర్ కండక్టింగ్ సోలనోయిడ్స్ ఆచరణలో ఉపయోగించబడతాయి - ద్రవ హీలియంలో మునిగిపోయిన సూపర్ కండక్టర్ యొక్క కాయిల్స్. ఒకసారి ప్రేరేపిత కరెంట్ మరియు, తత్ఫలితంగా, అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని కావలసినంత కాలం వాటిలో నిల్వ చేయవచ్చు. ఇది ఒక భారీ పరిమాణాన్ని చేరుకోగలదు - 100,000 కంటే ఎక్కువ. భవిష్యత్తులో, శక్తివంతమైన పారిశ్రామిక సూపర్ కండక్టింగ్ పరికరాలు నిస్సందేహంగా కనిపిస్తాయి - ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు, విద్యుదయస్కాంతాలు మొదలైనవి.
రేడియో ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో, అల్ట్రా-సెన్సిటివ్ యాంప్లిఫయర్లు మరియు విద్యుదయస్కాంత తరంగాల జనరేటర్లు, ముఖ్యంగా ద్రవ హీలియంతో స్నానాలలో బాగా పని చేస్తాయి, ముఖ్యమైన పాత్ర పోషించడం ప్రారంభిస్తాయి - అక్కడ అంతర్గత<шумы>పరికరాలు. ఎలక్ట్రానిక్ కంప్యూటింగ్ టెక్నాలజీలో, తక్కువ-పవర్ సూపర్ కండక్టింగ్ స్విచ్‌ల కోసం అద్భుతమైన భవిష్యత్తు వాగ్దానం చేయబడింది - క్రియోట్రాన్స్ (ఆర్ట్. చూడండి.<Пути электроники>).
అటువంటి పరికరాల ఆపరేషన్‌ను అధిక, మరింత ప్రాప్యత ఉష్ణోగ్రతల ప్రాంతంలోకి ముందుకు తీసుకెళ్లడం ఎంత ఉత్సాహంగా ఉంటుందో ఊహించడం కష్టం కాదు. ఇటీవల, పాలిమర్ ఫిల్మ్ సూపర్ కండక్టర్లను సృష్టించే ఆశ కనుగొనబడింది. అటువంటి పదార్థాలలో విద్యుత్ వాహకత యొక్క విచిత్రమైన స్వభావం గది ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కూడా సూపర్ కండక్టివిటీని నిర్వహించడానికి అద్భుతమైన అవకాశాన్ని ఇస్తుంది. శాస్త్రవేత్తలు ఈ ఆశను సాకారం చేసుకోవడానికి మార్గాలను నిరంతరం వెతుకుతున్నారు.

నక్షత్రాల లోతులలో

మరియు ఇప్పుడు ప్రపంచంలోని హాటెస్ట్ విషయం యొక్క రంగాన్ని - నక్షత్రాల లోతుల్లోకి చూద్దాం. ఇక్కడ ఉష్ణోగ్రతలు మిలియన్ల డిగ్రీలకు చేరుకుంటాయి.
నక్షత్రాలలో యాదృచ్ఛిక ఉష్ణ చలనం చాలా తీవ్రంగా ఉంటుంది, మొత్తం పరమాణువులు అక్కడ ఉండవు: అవి లెక్కలేనన్ని ఘర్షణలలో నాశనం అవుతాయి.
కాబట్టి చాలా వేడిగా ఉండే పదార్ధం ఘనమైనది కాదు, ద్రవం లేదా వాయువు కాదు. ఇది ప్లాస్మా స్థితిలో ఉంది, అంటే విద్యుత్ చార్జ్ చేయబడిన మిశ్రమం<осколков>పరమాణువులు - పరమాణు కేంద్రకాలు మరియు ఎలక్ట్రాన్లు.
ప్లాస్మా అనేది పదార్థం యొక్క ప్రత్యేక స్థితి. దాని కణాలు విద్యుత్ చార్జ్ చేయబడినందున, అవి విద్యుత్ మరియు అయస్కాంత శక్తులకు సున్నితంగా ఉంటాయి. అందువల్ల, రెండు పరమాణు కేంద్రకాలు (అవి సానుకూల చార్జ్‌ను కలిగి ఉంటాయి) యొక్క సామీప్యత అరుదైన దృగ్విషయం. అధిక సాంద్రతలు మరియు అపారమైన ఉష్ణోగ్రతల వద్ద మాత్రమే పరమాణు కేంద్రకాలు ఒకదానితో ఒకటి ఢీకొంటాయి. అప్పుడు థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్యలు సంభవిస్తాయి - నక్షత్రాలకు శక్తి మూలం.
మనకు దగ్గరగా ఉన్న నక్షత్రం, సూర్యుడు, ప్రధానంగా హైడ్రోజన్ ప్లాస్మాను కలిగి ఉంటుంది, ఇది నక్షత్రం యొక్క ప్రేగులలో 10 మిలియన్ డిగ్రీల వరకు వేడి చేయబడుతుంది. అటువంటి పరిస్థితులలో, వేగవంతమైన హైడ్రోజన్ న్యూక్లియైలు - ప్రోటాన్లు, అరుదుగా ఉన్నప్పటికీ, దగ్గరగా ఎదురవుతాయి. కొన్నిసార్లు దగ్గరగా వచ్చే ప్రోటాన్‌లు సంకర్షణ చెందుతాయి: విద్యుత్ వికర్షణను అధిగమించి, అవి వేగంగా, భారీ అణు శక్తుల శక్తిలోకి వస్తాయి.<падают>ఒకదానిపై ఒకటి మరియు విలీనం. ఇక్కడ తక్షణ పునర్నిర్మాణం జరుగుతుంది: రెండు ప్రోటాన్‌లకు బదులుగా, డ్యూటెరాన్ (భారీ హైడ్రోజన్ ఐసోటోప్ యొక్క కేంద్రకం), పాజిట్రాన్ మరియు న్యూట్రినో కనిపిస్తాయి. విడుదలైన శక్తి 0.46 మిలియన్ ఎలక్ట్రాన్ వోల్ట్లు (MeV).
ప్రతి వ్యక్తి సోలార్ ప్రోటాన్ సగటున ప్రతి 14 బిలియన్ సంవత్సరాలకు ఒకసారి అటువంటి ప్రతిచర్యలోకి ప్రవేశించవచ్చు. కానీ కాంతి యొక్క ప్రేగులలో చాలా ప్రోటాన్లు ఉన్నాయి, ఇక్కడ మరియు అక్కడ ఈ అసంభవమైన సంఘటన సంభవిస్తుంది - మరియు మన నక్షత్రం దాని సమానమైన, మిరుమిట్లు గొలిపే మంటతో కాలిపోతుంది.
డ్యూటెరాన్ల సంశ్లేషణ సౌర థర్మోన్యూక్లియర్ పరివర్తన యొక్క మొదటి దశ మాత్రమే. నవజాత డ్యూటెరాన్ అతి త్వరలో (సగటున 5.7 సెకన్ల తర్వాత) మరొక ప్రోటాన్‌తో కలిసిపోతుంది. ఒక కాంతి హీలియం న్యూక్లియస్ మరియు విద్యుదయస్కాంత వికిరణం యొక్క గామా క్వాంటం కనిపిస్తాయి. 5.48 MeV శక్తి విడుదల అవుతుంది.
చివరగా, సగటున ప్రతి మిలియన్ సంవత్సరాలకు ఒకసారి, రెండు కాంతి హీలియం కేంద్రకాలు కలుస్తాయి మరియు కలపవచ్చు. అప్పుడు సాధారణ హీలియం (ఆల్ఫా పార్టికల్) యొక్క కేంద్రకం ఏర్పడుతుంది మరియు రెండు ప్రోటాన్లు విడిపోతాయి. 12.85 MeV శక్తి విడుదల అవుతుంది.
ఈ మూడు దశలు<конвейер>థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్యలు ఒక్కటే కాదు. అణు పరివర్తనల యొక్క మరొక గొలుసు ఉంది, వేగవంతమైనవి. కార్బన్ మరియు నత్రజని యొక్క పరమాణు కేంద్రకాలు దానిలో పాల్గొంటాయి (వినియోగించబడకుండా). కానీ రెండు ఎంపికలలో, ఆల్ఫా కణాలు హైడ్రోజన్ కేంద్రకాల నుండి సంశ్లేషణ చేయబడతాయి. అలంకారికంగా చెప్పాలంటే, సూర్యుని హైడ్రోజన్ ప్లాస్మా<сгорает>, లోకి మారుతుంది<золу>- హీలియం ప్లాస్మా. మరియు ప్రతి గ్రాము హీలియం ప్లాస్మా సంశ్లేషణ సమయంలో, 175 వేల kWh శక్తి విడుదల అవుతుంది. గొప్ప మొత్తం!
ప్రతి సెకను సూర్యుడు 4,1033 ఎర్గ్‌ల శక్తిని విడుదల చేస్తాడు, బరువులో 4,1012 గ్రా (4 మిలియన్ టన్నులు) పదార్థాన్ని కోల్పోతాడు. కానీ సూర్యుని మొత్తం ద్రవ్యరాశి 2,1027 టన్నులు అంటే ఒక మిలియన్ సంవత్సరాలలో, రేడియేషన్ కారణంగా సూర్యుడు<худеет>దాని ద్రవ్యరాశిలో పది-మిలియన్ వంతు మాత్రమే. ఈ గణాంకాలు థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్షన్‌ల ప్రభావాన్ని మరియు సౌరశక్తి యొక్క భారీ కెలోరిఫిక్ విలువను అనర్గళంగా వివరిస్తాయి.<горючего>- హైడ్రోజన్.
థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ అనేది అన్ని నక్షత్రాలకు శక్తి యొక్క ప్రధాన వనరు. వివిధ ఉష్ణోగ్రతలు మరియు నక్షత్ర అంతర్గత సాంద్రతలలో, వివిధ రకాల ప్రతిచర్యలు జరుగుతాయి. ముఖ్యంగా, సౌర<зола>-హీలియం కేంద్రకాలు - 100 మిలియన్ డిగ్రీల వద్ద అది థర్మోన్యూక్లియర్ అవుతుంది<горючим>. అప్పుడు కూడా భారీ పరమాణు కేంద్రకాలు - కార్బన్ మరియు ఆక్సిజన్ కూడా - ఆల్ఫా కణాల నుండి సంశ్లేషణ చేయబడతాయి.
చాలా మంది శాస్త్రవేత్తల ప్రకారం, మన మొత్తం మెటాగాలాక్సీ మొత్తం థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ యొక్క ఫలం, ఇది బిలియన్ డిగ్రీల ఉష్ణోగ్రత వద్ద జరిగింది (కళ చూడండి.<Вселенная вчера, сегодня и завтра>).

కృత్రిమ సూర్యుని వైపు

థర్మోన్యూక్లియర్ యొక్క అసాధారణ కెలోరిఫిక్ విలువ<горючего>న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ ప్రతిచర్యల యొక్క కృత్రిమ అమలును సాధించడానికి శాస్త్రవేత్తలను ప్రేరేపించింది.
<Горючего>- మన గ్రహం మీద చాలా హైడ్రోజన్ ఐసోటోపులు ఉన్నాయి. ఉదాహరణకు, అణు రియాక్టర్లలోని లోహం లిథియం నుండి సూపర్ హెవీ హైడ్రోజన్ ట్రిటియం ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. మరియు భారీ హైడ్రోజన్ - డ్యూటెరియం భారీ నీటిలో భాగం, ఇది సాధారణ నీటి నుండి సేకరించబడుతుంది.
రెండు గ్లాసుల సాధారణ నీటి నుండి సేకరించిన భారీ హైడ్రోజన్ థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్‌లో ఇప్పుడు బ్యారెల్ ప్రీమియం గ్యాసోలిన్‌ను కాల్చడం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడినంత శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
ముందుగా వేడి చేయడం కష్టం<горючее>శక్తివంతమైన థర్మోన్యూక్లియర్ ఫైర్‌తో మండించగల ఉష్ణోగ్రతలకు.
ఈ సమస్య మొదట హైడ్రోజన్ బాంబులో పరిష్కరించబడింది. అక్కడ ఉన్న హైడ్రోజన్ ఐసోటోప్‌లు అణు బాంబు పేలుడు ద్వారా మండించబడతాయి, దీనితో పాటు పదార్థాన్ని పది మిలియన్ల డిగ్రీలకు వేడి చేయడం జరుగుతుంది. హైడ్రోజన్ బాంబు యొక్క సంస్కరణల్లో ఒకదానిలో, థర్మోన్యూక్లియర్ ఇంధనం తేలికపాటి లిథియంతో కూడిన భారీ హైడ్రోజన్ యొక్క రసాయన సమ్మేళనం - లైట్ లిథియం డ్యూటెరైడ్. టేబుల్ సాల్ట్ మాదిరిగానే ఈ వైట్ పౌడర్,<воспламеняясь>నుండి<спички>, ఇది ఒక అణు బాంబు, తక్షణమే పేలుతుంది మరియు వందల మిలియన్ల డిగ్రీల ఉష్ణోగ్రతను సృష్టిస్తుంది.
శాంతియుత థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్యను ప్రారంభించడానికి, అణు బాంబు సేవలు లేకుండా హైడ్రోజన్ ఐసోటోప్‌ల యొక్క తగినంత దట్టమైన ప్లాస్మా యొక్క చిన్న మోతాదులను వందల మిలియన్ల డిగ్రీల ఉష్ణోగ్రతలకు ఎలా వేడి చేయాలో మొదట నేర్చుకోవాలి. ఆధునిక అనువర్తిత భౌతిక శాస్త్రంలో ఈ సమస్య అత్యంత క్లిష్టమైనది. ప్రపంచవ్యాప్తంగా శాస్త్రవేత్తలు చాలా సంవత్సరాలుగా దీనిపై కృషి చేస్తున్నారు.
శరీరాల వేడిని సృష్టించే కణాల అస్తవ్యస్తమైన కదలిక అని మేము ఇప్పటికే చెప్పాము మరియు వాటి యాదృచ్ఛిక కదలిక యొక్క సగటు శక్తి ఉష్ణోగ్రతకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. చల్లని శరీరాన్ని వేడి చేయడం అంటే ఈ రుగ్మతను ఏ విధంగానైనా సృష్టించడం.
రన్నర్ల యొక్క రెండు సమూహాలు ఒకదానికొకటి దూసుకుపోతున్నట్లు ఊహించుకోండి. కాబట్టి వారు ఢీకొన్నారు, కలసిపోయారు, క్రష్ మరియు గందరగోళం ప్రారంభమైంది. గొప్ప గందరగోళం!
అదే విధంగా, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు మొదట్లో అధిక ఉష్ణోగ్రతలను పొందేందుకు ప్రయత్నించారు - అధిక పీడన గ్యాస్ జెట్‌లను ఢీకొట్టడం ద్వారా. గ్యాస్ 10 వేల డిగ్రీల వరకు వేడెక్కింది. ఒకప్పుడు ఇది రికార్డు: సూర్యుని ఉపరితలం కంటే ఉష్ణోగ్రత ఎక్కువగా ఉండేది.
కానీ ఈ పద్ధతిలో, మరింత నెమ్మదిగా, పేలుడు కాని వాయువును వేడి చేయడం అసాధ్యం, ఎందుకంటే థర్మల్ డిజార్డర్ తక్షణమే అన్ని దిశలలో వ్యాపిస్తుంది, ప్రయోగాత్మక గది మరియు పర్యావరణం యొక్క గోడలను వేడెక్కుతుంది. ఫలితంగా వేడి త్వరగా వ్యవస్థను వదిలివేస్తుంది మరియు దానిని వేరుచేయడం అసాధ్యం.
గ్యాస్ జెట్‌లను ప్లాస్మా ప్రవాహాల ద్వారా భర్తీ చేస్తే, థర్మల్ ఇన్సులేషన్ సమస్య చాలా కష్టంగా ఉంటుంది, అయితే దాని పరిష్కారం కోసం ఆశ కూడా ఉంది.
నిజమే, ప్లాస్మా చాలా వక్రీభవన పదార్థంతో తయారు చేయబడిన నాళాల ద్వారా ఉష్ణ నష్టం నుండి రక్షించబడదు. వేడి ప్లాస్మా ఘన గోడలతో సంబంధంలోకి వచ్చినప్పుడు, అది వెంటనే చల్లబడుతుంది. కానీ మీరు ప్లాస్మాను వాక్యూమ్‌లో చేరడం ద్వారా దానిని పట్టుకుని వేడి చేయడానికి ప్రయత్నించవచ్చు, తద్వారా అది గది గోడలను తాకదు, కానీ దేనినీ తాకకుండా శూన్యంలో వేలాడుతుంది. ఇక్కడ మనం ప్లాస్మా కణాలు గ్యాస్ అణువుల వలె తటస్థంగా ఉండవు, కానీ విద్యుత్ చార్జ్ చేయబడిన వాస్తవాన్ని సద్వినియోగం చేసుకోవాలి. అందువల్ల, కదిలేటప్పుడు, అవి అయస్కాంత శక్తులకు గురవుతాయి. పని తలెత్తుతుంది: ఒక ప్రత్యేక కాన్ఫిగరేషన్ యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టించడం, దీనిలో వేడి ప్లాస్మా కనిపించని గోడలతో ఒక సంచిలో ఉన్నట్లుగా వేలాడదీయబడుతుంది.
ప్లాస్మా ద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క బలమైన పప్పులు పంపినప్పుడు అటువంటి ప్లాస్మా యొక్క సరళమైన రూపం స్వయంచాలకంగా సృష్టించబడుతుంది. ఈ సందర్భంలో, ప్లాస్మా త్రాడు చుట్టూ అయస్కాంత శక్తులు ప్రేరేపించబడతాయి, ఇవి త్రాడును కుదించగలవు. ప్లాస్మా డిచ్ఛార్జ్ ట్యూబ్ యొక్క గోడల నుండి వేరు చేయబడుతుంది మరియు కణాల క్రష్లో త్రాడు యొక్క అక్షం వద్ద ఉష్ణోగ్రత 2 మిలియన్ డిగ్రీలకు పెరుగుతుంది.
మన దేశంలో, 1950లో విద్యావేత్తలు JI నేతృత్వంలో ఇటువంటి ప్రయోగాలు జరిగాయి. A. ఆర్ట్సిమోవిచ్ మరియు M. A. లియోంటోవిచ్.
ప్రయోగాల యొక్క మరొక దిశలో ఒక అయస్కాంత సీసాని ఉపయోగించడం, దీనిని 1952లో సోవియట్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త G.I. ఇప్పుడు విద్యావేత్తగా ప్రతిపాదించారు. మాగ్నెటిక్ బాటిల్ కార్క్ చాంబర్‌లో ఉంచబడుతుంది - ఒక స్థూపాకార వాక్యూమ్ చాంబర్ బాహ్య వైండింగ్‌తో అమర్చబడి ఉంటుంది, ఇది గది చివర్లలో ఘనీభవిస్తుంది. వైండింగ్ ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్ ఛాంబర్‌లో అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తుంది. మధ్య భాగంలో ఉన్న దాని ఫీల్డ్ లైన్లు సిలిండర్ యొక్క జెనరేట్రిక్స్‌కు సమాంతరంగా ఉంటాయి మరియు చివర్లలో అవి కుదించబడి అయస్కాంత ప్లగ్‌లను ఏర్పరుస్తాయి. అయస్కాంత సీసాలోకి ఇంజెక్ట్ చేయబడిన ప్లాస్మా కణాలు క్షేత్ర రేఖల చుట్టూ వంకరగా ఉంటాయి మరియు ప్లగ్‌ల నుండి ప్రతిబింబిస్తాయి. ఫలితంగా, ప్లాస్మా కొంత సమయం వరకు సీసా లోపల ఉంచబడుతుంది. సీసాలోకి ప్రవేశపెట్టిన ప్లాస్మా కణాల శక్తి తగినంతగా ఉంటే మరియు వాటిలో తగినంత ఉంటే, అవి సంక్లిష్టమైన శక్తి పరస్పర చర్యలలోకి ప్రవేశిస్తాయి, ప్రారంభంలో ఆదేశించిన కదలిక గందరగోళంగా మారుతుంది, అస్తవ్యస్తంగా మారుతుంది - హైడ్రోజన్ న్యూక్లియైల ఉష్ణోగ్రత పదిలక్షలకు పెరుగుతుంది. డిగ్రీలు.
అదనపు తాపన విద్యుదయస్కాంతం ద్వారా సాధించబడుతుంది<ударами>ప్లాస్మా ద్వారా, అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క సంపీడనం మొదలైనవి. ఇప్పుడు భారీ హైడ్రోజన్ కేంద్రకాల ప్లాస్మా వందల మిలియన్ల డిగ్రీలకు వేడి చేయబడుతుంది. నిజమే, ఇది తక్కువ సమయం లేదా తక్కువ ప్లాస్మా సాంద్రతతో చేయవచ్చు.
స్వీయ-నిరంతర ప్రతిచర్యను ప్రారంభించడానికి, ప్లాస్మా యొక్క ఉష్ణోగ్రత మరియు సాంద్రతను మరింత పెంచాలి. ఇది సాధించడం కష్టం. అయినప్పటికీ, సమస్య, శాస్త్రవేత్తలు ఒప్పించినట్లుగా, నిస్సందేహంగా పరిష్కరించదగినది.

జి.బి. అన్ఫిలోవ్

మూలం మరియు ఛాయాచిత్రాలకు లింక్ అందించబడితే ఇతర వనరులపై మా వెబ్‌సైట్ నుండి ఫోటోగ్రాఫ్‌లను పోస్ట్ చేయడం మరియు కథనాలను ఉదహరించడం అనుమతించబడుతుంది.