„Abszolút nulla fok” változatai közötti eltérés

[[Fájl:CelsiusKelvin.svg|bélyegkép|328x328px|Értelemezés szerint 0 K vagy −273.15 °C az abszolút nulla fok.]]

Az '''abszolút nulla fok''' a [[termodinamikai hőmérséklet]]<nowiki/>i skála legalsó határa, egy olyan állapot, ahol az ideális hűtött gáz [[Entalpia|entalpiá]]<nowiki/>ja és [[Entrópia|entrópiá]]<nowiki/>ja megközelíti a minimum értékét, ezt a minimum értéket  0-nak tekintjük. Nemzetközi megállapodás szerint a [[Celsius-skála|Celsius-skálá]]<nowiki/>n a −273.15° az abszolút nulla, [[Fahrenheit-skála|Fahrenheit-skálá]]<nowiki/>n ‒459,67 °F. A [[Kelvin-skála|Kelvin]]- (abszolút hőmérsékleti skála) illetve [[Rankine-skála|Rankine]] hőmérsékleti skálák az abszolút nulla értéket feleltették meg a skála kezdőpotjának.

Ezen eredmény szerint az új skálán az olvadó jég hőmérséklete: <math>T_o=273,15</math>. Mivel az olvadó jég hőmérséklete a Celsius-skálán 0, és mindkettő 100 egységnyire osztotta a víz olvadása és forrása közti hőmérséklet-különbséget, a kettő közti megfeleltetés nem más, mint: <math>T(K)=t( ^\circ C)+273,15</math>.

 

A 0 K (−273.15 °C; −459.67 °F) hőmérsékleten közel minden molekuláris mozgás megszűnik és bármely [[Adiabatikus állapotváltozás|adiabatikus]] folyamatra ΔS egyenlő lesz 0-val, ahol az S az [[Entrópia|entrópiá]]<nowiki/>t jelenti. Ilyen körülmények között (T → 0) a tiszta anyagok tökéletes kristályokat képezhetnek.

 

Nernst később újrafogalmazta posztulátumát, mely szerint az abszolút nulla hőmérséklet tetszőlegesen megközelíthető, de nem érhető el. Ez a kijelentés a harmadik főtétel előbbi megfogalmazásának következménye: mivel az abszolút nullához közeli hőmérsékleten az anyagok [[fajhő]]<nowiki/>je nagyon kicsi, kis hőmennyiség is a hőmérséklet jelentős megváltozásához vezet. Bárhogyan is valósítjuk meg a hűtést, a lehűtendő test valamilyen fokú visszamelegedése elkerülhetetlen. A folyamat megismétlésével a hőmérséklet tovább csökkenthető, tehát végső soron az abszolút nulla hőmérséklet elvileg tetszőleges pontossággal megközelíthető, de nem érhető el.

 

[[Fájl:Bose Einstein condensate.png|bélyegkép|196x196px|Sebességeloszlás a lehűtött rubídium atomok gázára, megerősítve az anyag új állapotának felfedezését. Bal illusztráció: a BEK megjelenése előtt. Középen: közvetlenül a BEK megjelenése után. Jobbra: további párolgás után, majdnem tiszta kondenzátum.]]

A [[Bose–Einstein-kondenzáció|Bose–Einstein-kondenzátum]] (BEK) olyan állapota az anyagnak, ahol a [[bozon]]<nowiki/>okból álló híg gáz le van hűtve az abszolút nulla fokot megközelítő hőmérsékletre. Ilyen körülmények között a bozonok nagy része a legalacsonyabb [[Kvantum|kvantumállapotot]] foglalja el, ezen a ponton a kvantummechanikai  jelenségek makroszkopikusan megfigyelhetőek lesznek.

Hasonló közeli értéket ért el Johann Heinrich Lambert 1779-ben, aki megfigyelte, hogy −270 °C (−454.00 °F; 3.15 K) lehet az abszolút hideg. Ehhez képest például John Dalton különböző számítások eredményeként a −3000 °C-ot jelölte meg a természet legkisebb hőjének.

 

Miután [[James Prescott Joule]] meghatározta a hő mechanikai jelentőségét,  [[William Thomson (matematikus)|Lord Kelvin]] egy teljesen más nézőpontból közelítette meg a kérdést és 1848-ban kidolgozott egy abszolút hőmérsékleti skálát, amely független volt egy adott anyag tulajdonságaitól. Kelvin skálája [[Carnot-ciklus|Carnot]] elméletén (Motive Power of Heat) és [[Henri Victor Regnault]] publikált adatain alapult.