Temperatura

Rezumarea primului mesaj :

Se ştie că temperatura in multivers nu poate fi mai mica decât -273,15 grade Celsius.
Totuşi iată ce se spune în http://www.descopera.ro/galerii/10427476-prima-reusita-uluitoare-a-anului-2013-cercetatorii-au-obtinut-o-temperatura-mai-scazuta-decat-zero-absolut

Pentru "omuldinlunã" : Sã vedem dacã am înteles :
Pînã la exemplu e foarte corect. "cele două sisteme vor face schimb de energie prin transfer de masă de la unul la altul". Aici e prima problemã : nu e vorba de transfer de masã, ci de contact direct, prin intermediul masei. Cele douã lichide din recipientele alãturate vor face schimb de energie termicã prin radiatie, chiar dacã sunt separate de vid. La contactul direct între douã particule cu stãri de vibratie diferite (pentru cã asta e cãldura pîn la urmã : mãsura stãrii de vibratie a unei particule), se va face un schimb de stare vibratorie astfel încît, cele douã particule vor avea intensitãti ale stãrii de vibratie identice. Apoi vor începe sã disipe aceastã energie în incintã sub formã de radiatie, iar dacã incinta e reflectorizantã, o parte din aceastã stare vibratorie se va plimba prin incintã sub formã de radiatie, reducînd intensitatea stãrii de vibratie initiale prin disiparea de radiatie.
Mai înteleg cã starea termodinamicã idealã constã în faptul cã particulele sunt în echilibru stabil din alte puncte de vedere, adicã nu emit radiatii sau cîmpuri magnetice, electrice, etc., singura lor caracteristicã fiind starea vibratorie specificã fenomenului cãldurii.
"Cu alte cuvinte, vrem ca sisteme termodinamice să interacționeze numai prin schimb de energie, prin intermediul interacției termice." Schimbul de energie presupune transferul prin intermediul radiatiilor si nu prin contact direct. Contactul direct presupune "interactie termicã", Adicã : notãm cu V₁ intensitatea vibratiei primei particule, si cu V₂, pe a celei de a doua si V₁r intensitatea stãrii vibratorii primei particule, si cu V₂r rezultanta celei de-a doua. În cazul contactului direct avem : V₁+V₂=V₁r+V₂r. În cazul radiatiei vom avea : V₁+V₂= (V₁-n)+(V₂+n*s), unde n e cantitatea de radiatie dispatã de prima particulã în mod radial în mediu, iar s este fractiunea din energia vibratorie receptatã de particula 2, din totalul de energie radiatã în spatiu.Adicã grosier : 2*pi* raza particulei receptoare/ 4*pi*D², unde d este distanta dintre particule.
Presupunînd separatorul virtual dintre cele douã substante diferite, ca fiind îndepãrtat e normal sã aibã loc un transfer de cãldurã, datorat atît coeficientului diferit de elasticitate al celor douã tipuri de particule (particule la modul general, desigur)., cît si diferentei de cãldurã specificã (adicã stãrii vibratorii spaecifice) fiecãrui tip de particule în parte, aflat în stare de echilibru.
Mai e o problemã : în cazul unui gaz la care moleculele se ciocnesc numai cu cîmpurile nucleelor fãrã a permite interactiunea ître norii electronici, fiecare moleculã va rãmîne cu temperatura ei. Schimbul de cãldurã între molecule diferite se va face numai prin cresterea presiunii astfel încît ciocnirile ître ele sã permitã contactul între norii electronici.
Poate ar trebui sã ai în vedere si detaliile astea.

În primul rând, legat de exemplu: punctul crucial e acela că recipientele sunt complet izolate. Asfel, fiecare substanță în parte reprezintă un sistem termodinamic (dar unul total neinteresant, că nu poate să facă nimic dacă e complet izolat într-o incintă cu absolut totul fixat), dar reuniunea lor nu este, deoarece nu există posibilitatea schimbului de energie sub nici un canal (magnetic, electric, chimic, termic, mecanic, gravitațional și ce o mai fi) între cele două vase (altfel n-ar mai fi perfect izolate). Când ridic separatorul cele două sisteme vor face schimb de substanță, moleculele unuia vor difuza printre ale celuilalte și invers, și de aceea se modifică, spre exemplu, impulsul total dintr-un vas (că unele particule ies și atele intră) și astfel și energia totală din vasul respectiv variază. Eu aș vrea ca schimbul de energie să poată avea loc și fără așa ceva, de aceea pot defini un sistem termodinamic din reuniunea celor două vase dacă frontiera care le separă permite interacție termică. Nu vreau ca substanța dintr-un vas să ajungă în alt vas, dar aș vrea să existe totuși un schimb de energie între vase. Gândește-te la exemplul cu caloriferul. Apa circulă prin țevi și transferă energie către aerul din cameră, chiar dacă aerul și apa nu se amestecă niciodată (asta dacă nu cumva îți curge o țeavă ).

Oricum, pentru moment ideal ar fi să uităm despre constituenți microscopici și mecanisme microscopice de propagare a energiei. Ele în mod evident există, dar sunt inaccesibile termodinamicii de echilibru. În termodinamica de echilibru ai sistemul termodinamic macroscopic, a cărui structură microscopică nu o cunoști, și-i studiezi ecuațiile de stare ca să construiești relații între diverșii parametrii termodinamici de interes (aici anticipez puțin mersul discuției). Spre exemplu, legea gazelor ideale din termodinamică este un fapt empiric dat. Am arătat însă în topicul despre mișcarea în câmp central cum poate fi dedusă în mod simplu din considerente de mecanică statistică (cele două subiecte, deși par foarte diferite, au un punct comun în teorema de virial). Întreaga termodinamică de echilibru poate fi văzută ca o consecință a unei teorii mai fundamentale, mecanica statistică, dar nu acesta este scopul mesajelor mele. Vreau numai să explic ce este conceptul de temperatură, care nu este (chiar atât de) simplu și de aceea naște uneori confuzii.

omuldinluna a scris: Eu aș vrea ca schimbul de energie să poată avea loc și fără așa ceva, de aceea pot defini un sistem termodinamic din reuniunea celor două vase dacă frontiera care le separă permite interacție termică. Nu vreau ca substanța dintr-un vas să ajungă în alt vas, dar aș vrea să existe totuși un schimb de energie între vase. Gândește-te la exemplul cu caloriferul. Apa circulă prin țevi și transferă energie către aerul din cameră, chiar dacă aerul și apa nu se amestecă niciodată (asta dacă nu cumva îți curge o țeavă ).

Adicã doresti un contact direct între substante , fãrã ca ele sã se poatã amesteca. Asta seamãnã foarte bine cu problema Stefan legatã de frontiere libere. Nu sunt vreun expert, dar considerînd posibilitatea generalizãrii solutiilor bazatã pe modele numerice, cred cã se poate extinde si la transferul cãldurii, asa cum ai zis, mai ales cã modelul matematic pentru frontiera apã-gheatã, e foarte apropiat de ce vrei sã demonstrezi. Tehnica determinãrii frontului ar fi potrivitã.

Cum arată un electron la temperatura de 1.000.000 grade Celsius şi cum arată acelaşi electron la temperatura de -273,15 grade Celsius?

Dacu a scris:Cum arată un electron la temperatura de 1.000.000 grade Celsius şi cum arată acelaşi electron la temperatura de -273,15 grade Celsius?

La fel. Este posibil ca la temperatura aia mare, vreo cuanta gama sa-l intalneasca pe electron in timp ce acesta se afla in apropierea unui nucleu , care sa preia o jumatate din spinul fotonului, iar cealalta jumatate impreuna cu fotonul sa-i sporeasca viteza electronului. Daca cuanta gama intalneste doar electronul, il ocoleste deoarece are lungimea de unda mai mare decat dimensiunile electronului, si nu-i transfera nici o energie. La zero grade electronul arata la fel.

Să înţeleg că un electron la temperatura de 1.000.000 grade Celsius arată la fel ca atunci când este la temperatura de -273,15 grade Celsius?Nu înţeleg!

virgil a scris:

Dacu a scris:Cum arată un electron la temperatura de 1.000.000 grade Celsius şi cum arată acelaşi electron la temperatura de -273,15 grade Celsius?

La fel. Este posibil ca la temperatura aia mare, vreo cuanta gama sa-l intalneasca pe electron in timp ce acesta se afla in apropierea unui nucleu , care sa preia o jumatate din spinul fotonului, iar cealalta jumatate impreuna cu fotonul sa-i sporeasca viteza electronului. Daca cuanta gama intalneste doar electronul, il ocoleste deoarece are lungimea de unda mai mare decat dimensiunile electronului, si nu-i transfera nici o energie. La zero grade electronul arata la fel.

Si eu cred cã aratã la fel, numai cã vibreazã mai tare, adicã deformãrile suprafetei sunt mai dese si mai ample. Nu pot fi sigur de asta, desi electronul e considerat o particulã foarte stabilã. Am totusi ideea cã e particula ce se poate produce si dezintegra cel mai usor.

Dacă electronul vibrează mai tare cu cât temperatura este mai mare atunci ce se întâmplă cu atomul,molecula şi în final cu corpul la acea temperatur mai mare?La -273,15 grade Celsius cât de mare e vibraţia acestora?

Dacu a scris:Dacă electronul vibrează mai tare cu cât temperatura este mai mare atunci ce se întâmplă cu atomul,molecula şi în final cu corpul la acea temperatur mai mare?La -273,15 grade Celsius cât de mare e vibraţia acestora?

Cea mai mare temperatura suportata de materie este cea atinsa de stele. Soarele se estimeaza ca in interior are 20000 grade iar la suprafata are 6000 grade. Alte stele au la exterior si 10000 de grade unde materia este sub forma de plasma si particule.
Nu putem aprecia temperatura unui sistem, temperatura este o marime statistica ce caracterizeaza un numar de sisteme sau molecule. La zero grade kelvin inceteaza orice vibratie a atomilor sau moleculelor.
Cred ca ar trebui cuplat topicul despre lumina cu cel despre temperatura, pentru ca vad aceleasi intrebari.

Nu cred că trebuie cuplat acest subiect cu subiectul "Lumina",dar "Lumina" ar putea fi cuplat cu subiectul "Ce este lumina?".