فهمنا أن درجة الحرارة هي الطريقة الصحيحة من الطاقة الحرارية أو الحرارة. لدينا المياه المشتركة، على سبيل المثال: حرارة كوب من الشاي الساخن من حركة مجهرية من جزيئات الماء. مياه التبريد، فمن لتسخين المياه امتص. كل الألعاب جزيء الماء ببطء أكثر. وأخيرا، فإن الماء تجمد في الجليد. يحدث هذا في 0 .
ولكن جزيئات الماء المثلج سوف تتحرك قليلا: جزيئات الماء في المنطقة المجاورة لموقف كل منهما من التوازن تجعل بلورات الثلج في الاهتزاز. نحن يمكن أن تقلل من درجة حرارة الجليد، وأكثر بانخفاض أقل مثل درجة الحرارة والاهتزاز سوف تصبح ضعيفة على نحو متزايد. وأخيرا، في -273.15 درجة مئوية، وجميع اهتزاز تتوقف (توقف تقريبا) درجة من جزيئات الماء وفقا لمبدأ عدم اليقين لميكانيكا الكم يقتصر على مقربة من موقف توازنها المطلوب. ونحن لا يمكن أن يكون أقل من انخفاض درجات الحرارة الى -273.15 درجة مئوية (أي ما يعادل -459.67 درجة فهرنهايت)، لأننا لم نتمكن من استيعاب المزيد من الحرارة من ذلك داخل. ويطلق على أقل درجة حرارة أبرد الصفر المطلق.
التأكيد على عدم التيقن من ميكانيكا الكم هو أن جزيئات الماء حتى عند مستوى الصفر المطلق لا تكون قادرة على وقف تماما الاهتزاز. عدم اليقين بالنسبة مكتوبة ص xh / 4. بلورات الثلج، وانت تعرف بدقة إلى حد ما موقف كل جزيء الماء. وهذا يعني أن صغيرة س: أقل من المسافة بين جزيئات الماء المجاورة. إذا x غير صغيرة، ثم يعني ذلك أن ص يست صغيرة جدا. لذلك، وفقا لميكانيكا الكم، كل جزيء الماء والذي ما زال يترنح ويتحرك قليلا، حتى عندما يكونون في الصفر المطلق. هذه الحركة والطاقة المقابلة المشار بعض ب "الكم الطاقة نقطة الصفر" (الكم نقطة الصفر الطاقة). موقفها والزخم لديها بعض الشكوك. الناس غالبا ما يصف هذه الظاهرة بأنها التقلبات الكمومية. حالته الأرضية يمكن أن يشار إليها باسم الكم الصفر من الطاقة.
وباختصار، هناك نوعان من بلورات الثلج في التذبذب: تقلبات الكم والاهتزاز الحراري. ويمكننا أن يبرد من خلال الجليد للتخلص من الصفر المطلق لالصدمة الحرارية. ولكنك لا يمكن أبدا التخلص من التقلبات الكمومية. مطلق مفهوم الصفر هو ذلك هي أكثر اعتاد علماء الفيزياء مفيدة وحتى لمن هذا المعيار درجة الحرارة التدبير. يسمى هذا المعيار قياس درجة الحرارة مقياس درجة حرارة كلفن. وهو كلفن فوق الصفر المطلق مرة واحدة، أو -272.15 درجة مئوية. 273.15 كلفن هو 0 درجة مئوية، والجليد بدأ يذوب في درجة حرارة.
إذا كان كلفن مقياس درجة الحرارة، حيث تعطى الطاقة الحرارية الاهتزاز التي كتبها معادلة بسيطة: E = kT، حيث k هو ثابت بولتزمان. على سبيل المثال، درجة انصهار الجليد، حيث هذه الصيغة بحساب واحد جزيء الماء طاقة الاهتزاز الحراري هي 1/40 فولت. هذا هو تقريبا تأثير كهرضوئي من الطاقة المطلوبة في القدم الإلكترونية ركل 1/100 ذرات الصوديوم، والطاقة من 2.3 إلكترون فولت.
إلى زوج من كلفن درجة الحرارة على نطاق والشعور أكثر، وهنا قال لي عدد قليل من درجات الحرارة مثيرة للاهتمام. قد تصبح كلفن الهواء السائل بحوالي 77، أي ما يعادل حوالي -321 درجة فهرنهايت (أو -196 درجة مئوية). في درجة حرارة الغرفة حوالي 295 كلفن (22 درجة مئوية أو 72 درجة فهرنهايت). في الطرف الآخر من درجة حرارة درجة حرارة عالية، ودرجة حرارة سطح الشمس أقل قليلا من 6000 كلفن، في حين أن درجة حرارة مركز الشمس حوالي 16 مليون كلفن.
مرحبا بكم في المواد المثيرة للقلق والوعي!
