ทำไมศูนย์เคลวินถึงมีอุณหภูมิต่ำสุดในจักรวาล – จักรวาลมีความเที่ยงธรรมอย่างไร 0 เคลวิน

อุณหภูมิคือการวัดพลังงานจลน์ของการเคลื่อนที่ในโมเลกุล, อะตอมและอนุภาคย่อย. มีหน่วยวัดเป็นเคลวินซึ่งเท่ากับองศาเซลเซียส. เพื่อวัดอุณหภูมิ, นักวิทยาศาสตร์ใช้เทอร์โมมิเตอร์.

อุณหภูมิต่ำสุดบนดาวเคราะห์โลกคือ -273C.

เป็นการยากที่จะจินตนาการถึงอุณหภูมิของสถานที่ที่สมองมนุษย์ของเราไม่สามารถประมวลผลได้. เพื่อให้เข้าใจว่าอุณหภูมินี้เป็นอย่างไร, นักวิทยาศาสตร์ต้องใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์.

ต้องใช้เวลาและพลังงานมากในการประมวลผลข้อมูลที่อุณหภูมิสูงขึ้น. นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้สิ่งนี้เป็นคำอธิบายว่าทำไมอุณหภูมิต่ำสุดในจักรวาลจึงเป็นศูนย์เคลวิน (-273 องศาเซลเซียส).

แนวคิดนี้ยังช่วยให้พวกเขาเข้าใจว่าแสงเดินทางอย่างไรในอวกาศอันกว้างใหญ่และหลุมดำปล่อยรังสีอย่างไร.

ศูนย์เคลวินคืออะไร?

เคลวินเป็นหน่วยของอุณหภูมิ. มันคือหน่วยพื้นฐานของอุณหภูมิ SI และถูกกำหนดเป็นเศษส่วน 1/273.16 ของอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์ของจุดสามจุดของน้ำ.

ศูนย์เคลวินคือระดับอุณหภูมิที่เท่ากับลบ 273.15 องศาเซลเซียส, หรือเกี่ยวกับ -458.67 องศาฟาเรนไฮต์. เรียกว่า “ศูนย์สัมบูรณ์”

ศูนย์เคลวินคืออุณหภูมิที่เย็นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้. ในวิชาฟิสิกส์, มันหมายถึงขีดจำกัดต่ำสุดของอุณหภูมิทางเทอร์โมไดนามิกส์, ซึ่งไม่สามารถเข้าถึงได้ด้วยวิธีการสร้างหรือการทำลายล้างใดๆ ในจักรวาล เนื่องจากสภาพเป็นศูนย์โดยสิ้นเชิง.

มาตราส่วนอุณหภูมิเคลวินเป็นหนึ่งในมาตราส่วนที่พบมากที่สุดบนโลก. มันขึ้นอยู่กับศูนย์สัมบูรณ์, ซึ่งเป็น -273.15 องศาเซลเซียส หรือ -459.67 องศาฟาเรนไฮต์.

แนวคิดในการใช้มาตราส่วนอุณหภูมิเริ่มต้นจากผลงานของ William Thomson, 1เซนต์บารอนเคลวินใน 1848. สมการของมาตราส่วนเคลวินถูกสร้างขึ้นโดย Julius Payer และ Hans Reichenbach in 1860, แต่ก็ไม่ถึง 1877 เมื่อมันถูกตีพิมพ์ครั้งแรกที่ผู้คนเริ่มนำไปใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติ.

ผู้ริเริ่มเทอร์โมมิเตอร์ได้คิดค้นเทอร์โมมิเตอร์ที่สอบเทียบเพื่อวัดอุณหภูมิในหน่วยเคลวินและองศาเซลเซียสจาก 0 ถึง 100 องศาเคลวินหรือจาก 273 ถึง 373 องศาฟาเรนไฮต์ ตามลำดับ.

ศูนย์เคลวินสามารถมองได้ว่าเป็นอุณหภูมิที่ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้. นี่เป็นก๊าซที่เย็นและหนาแน่นมาก, ซึ่งทำให้เป็นเชื้อเพลิงที่สามารถคงไว้ซึ่งปฏิกิริยานิวเคลียร์หรือปฏิกิริยาฟิวชันเท่านั้น

0 เคลวินยังเรียกว่าศูนย์สัมบูรณ์และขีด จำกัด ล่างของพื้นที่.

วิธีหาศูนย์เคลวิน?

อุณหภูมิต่ำสุดที่เคยบันทึกไว้คือใน 1983 ที่ -272.15 องศาเซลเซียส (-458.27 องศาฟาเรนไฮต์).

อุณหภูมิต่ำสุดที่เคยบันทึกไว้คือ -273.15 องศาเซลเซียส. บันทึกไว้ในทวีปแอนตาร์กติกาเมื่อเดือนกรกฎาคม 21, 1983 โดยโครงการวิจัยกองทัพเรือสหรัฐฯ-แอนตาร์กติก (USARP) การเดินทาง Halley VI.

ความสำคัญของอุณหภูมินี้คือสัญญาณการสิ้นสุดของยุคที่ผู้คนคิดว่าศูนย์สัมบูรณ์มีอยู่จริงและชุมชนวิทยาศาสตร์สามารถเข้าใกล้เพื่อการวัดได้.

นักวิทยาศาสตร์กำลังมองหาที่จะไปถึงอุณหภูมิที่ต่ำกว่าในปีหน้าด้วยความช่วยเหลือของระบบที่สามารถขยายช่วงของการทดลองที่อุณหภูมิต่ำในปัจจุบัน.

Zero Kelvin เป็นอุณหภูมิตามทฤษฎีที่โมเลกุลเย็นจนหยุดเคลื่อนไหว, ทำให้พวกเขาสามารถสร้างศูนย์สัมบูรณ์. มันยากมากที่จะไปถึงระดับนี้ แต่นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานกับระบบทดลองและปรับปรุงอุปกรณ์เพื่อให้สามารถเข้าถึงได้ใกล้เคียงที่สุด.

การหาศูนย์เคลวินเป็นงานที่ยาก, แต่ก็ใช่ว่าจะเป็นไปไม่ได้. การหาอุณหภูมิต่ำสุดที่เคยบันทึกไว้โดยทั่วไปจะง่ายกว่า. โดยที่ในใจ, ด้านล่างนี้เป็นวิธีการที่นิยมที่สุดในการค้นหาศูนย์เคลวิน.

วิธีการทางภูมิศาสตร์: อุณหภูมิที่หนาวที่สุดที่เคยบันทึกไว้ในประวัติศาสตร์คือ -140 องศาฟาเรนไฮต์ในทวีปแอนตาร์กติกา. ซึ่งหมายความว่าหากคุณอาศัยอยู่ใกล้กับแอนตาร์กติกา, คุณสามารถลองใช้วิธีนี้เพื่อหาศูนย์เคลวินโดยการลบ 140 F จากอุณหภูมิใด ๆ และดูสิ่งที่คุณได้รับ.

เหตุใดอุณหภูมิที่เย็นที่สุดจึงสำคัญ?

อุณหภูมิเป็นตัววัดที่สำคัญที่สุดว่าร้อนหรือเย็นแค่ไหน. น้ำแข็งน้ำบนพื้นผิวโลกที่ศูนย์เคลวินอาจเป็นอันตรายได้เพราะอาจทำให้เกิดอาการบวมเป็นน้ำเหลืองได้, อุณหภูมิร่างกายต่ำและอื่น ๆ.

ผู้คนมักเรียกอุณหภูมิที่หนาวที่สุด “ศูนย์สัมบูรณ์” แต่นี่ไม่ถูกต้องเพราะอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไปตามแหล่งความร้อนรอบ ๆ ตัว. ไม่ได้หมายความว่าไม่มีศูนย์สัมบูรณ์และมีปัจจัยอื่น ๆ อีกมากมายที่เกี่ยวข้องกับสิ่งที่เราพิจารณาว่าอากาศหนาวเย็นบนโลกนี้.

ตัวอย่างหนึ่งของสถานการณ์สภาพอากาศหนาวเย็นที่อาจเกิดขึ้นได้คือถ้าออกซิเจนในห้องต่ำเกินไป, ทำให้ทุกคนภายในหายใจไม่ออก อ่านต่อ

ตามที่ NASA, อุณหภูมิที่หนาวที่สุดที่เคยบันทึกไว้บนโลกคือ -89.3°C, ซึ่งวัดในทวีปแอนตาร์กติกาใน 1983. อุณหภูมิของน้ำแข็งที่ -89.3°C นั้นต่ำกว่าค่าสูงสุดตามทฤษฎีสำหรับน้ำของเหลวที่ -78.5°C.

เนื่องจากไอน้ำผ่านการเปลี่ยนเฟสจากของเหลวเป็นของแข็งเมื่อถึงอุณหภูมินี้, หลีกทางให้ยุคน้ำแข็งบนโลกทุกวันนี้.

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับอุณหภูมิจักรวาล?

โลกมีทั้งน้ำน้ำแข็งและน้ำของเหลว. อุณหภูมิพื้นผิวโลกคือ 0 เคลวิน, ในขณะที่อุณหภูมิเฉลี่ยบนโลกอยู่ที่ประมาณ 15-18 องศาเซลเซียส.

ด้วยพลังของศูนย์เคลวิน, เทอร์โมมิเตอร์สามารถวัดปริมาณของสารไม่ว่าจะเล็กแค่ไหน. นักวิทยาศาสตร์ยังพบว่าสามารถใช้วัดค่าศูนย์เคลวินได้เช่นกัน – ซึ่งหมายความว่าสามารถช่วยให้ผู้คนค้นพบจุดที่หนาวที่สุดในจักรวาลได้!

มันถูกค้นพบครั้งแรกโดยกาลิเลโอ กาลิเลอีใน 1638 และถูกใช้ในการสำรวจจักรวาลตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา.

อุณหภูมิของจักรวาลยังไม่มีใครสังเกตได้. นั่นเป็นเพราะมันมีค่าที่เกินขอบเขตที่วิทยาศาสตร์สมัยใหม่สามารถตรวจพบได้.

น้ำแข็งน้ำบนพื้นผิวโลกคือ 0 เคลวิน. ถ้าคุณต้องการที่จะรู้ว่าสิ่งที่เป็นศูนย์เคลวินรู้สึกเหมือน, วางมือของคุณในชามที่ใส่น้ำเย็นจัด จากนั้น วางมือของคุณกลับเข้าไปในอ่างน้ำร้อนและรู้สึกว่ามันแตกต่างกันอย่างไร.

ศูนย์เคลวินคืออุณหภูมิที่เย็นที่สุดเท่าที่จะทำได้, เย็นกว่าศูนย์สัมบูรณ์ (-273.15 องศาเซลเซียส).

อุณหภูมิของเอกภพมีตั้งแต่ 0 เคลวินร้อนเย็นเป็นอนันต์. นี่คือวิธีที่นักวิทยาศาสตร์ศึกษามัน.

ระบบสุริยะยังคงอยู่ที่ประมาณ 5 น้ำแข็งผิวดินของเคลวินและโลกยังคงอยู่ที่ประมาณ 273 เคลวิน, ซึ่งทำให้สถานที่ทั้งสองนี้แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงในการวัดศูนย์เคลวิน.

ในวิชาฟิสิกส์, อุณหภูมิศูนย์เคลวินเรียกว่าศูนย์สัมบูรณ์. ศูนย์สัมบูรณ์หมายถึงอุณหภูมิต่ำสุดที่เป็นไปได้ที่กระบวนการทางกายภาพใด ๆ สามารถเข้าถึงได้. ถ้าคิดในแง่พลังงาน, ซึ่งหมายความว่าโมเลกุลและอะตอมทั้งหมดอยู่ในสถานะพลังงานต่ำสุด – พวกเขาทั้งหมดพักผ่อน (มีข้อยกเว้นบางประการ).

มีอุณหภูมิเป็นศูนย์เคลวินในการทดลองต่างๆ และการทดลองที่นำไปสู่ผลลัพธ์เหล่านี้มักได้รับการยกย่องในความเฉลียวฉลาดและความคิดสร้างสรรค์.