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Zero assoluto

In questa sezione avverranno le discussioni sulla scienza e sulle arti. Si possono chiedere pareri e spiegazioni o postare i propri pensieri a riguardo di un argomento. Qui potete postare spiegazioni su un qualsiasi argomento: matematica, chimica, lingue etc...

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Zero assoluto

Messaggioda skary » 31/10/2010 - 23:39

Leggevo una breve recensione che introduceva un convegno al festival della scienza vi quoto il testo :

Tra le numerose leggi che governano la natura, quattro in particolare guidano e condizionano tutto quello che avviene in ogni istante nell’Universo: sono le leggi della termodinamica. Le prime tre introducono altrettante grandezze fondamentali: la temperatura e l’energia, che possono suonare familiari seppur presentano vari aspetti enigmatici, e l’entropia, che a molti appare misteriosa mentre in realtà è forse la più facile da comprendere. Su tutte campeggia sovrano il celebre Secondo principio della termodinamica, che spiega perché il caffè caldo cede calore al latte freddo, ma anche perché il nostro cervello riesce a formulare pensieri. E rende inoltre conto del perché accada qualcosa - anziché nulla - e svela infine il destino ultimo di tutto quello che esiste ed esisterà nel cosmo. L’ultima legge decreta l’esistenza di una barriera che impedisce di raggiungere la temperatura dello zero assoluto. Ma in realtà si scopre che al di sotto dello zero esiste un bizzarro mondo speculare. E che quel mondo è raggiungibile.


Il testo lo trovate qui
http://www.festivalscienza.it/site/Home ... 09154.html

L'articoletto ha acceso la mia curiosità ; ma quindi lo zero assoluto è un limite nel senso che non è possibile raggiungere quel valore ma è possibile superarlo ? (un pò come il ph zero nelle reazioni di neutralizzazione acido-base).
Anche perchè se da "piccolo" faticavo a credere che potesse esistere qualcosa di assoluto , pian piano mi sono abiutato all'idea che più immobile dell'immobile non ci può essere , e quindi quell'ultima affermazione finale "L’ultima legge decreta l’esistenza di una barriera che impedisce di raggiungere la temperatura dello zero assoluto. Ma in realtà si scopre che al di sotto dello zero esiste un bizzarro mondo speculare. E che quel mondo è raggiungibile" mi lascia un pò basito.

Voi avete trovato (o conoscete) materiale in merito ?
Grazie in anticipo
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Re: Zero assoluto

Messaggioda gumis » 01/11/2010 - 10:12

ma quindi lo zero assoluto è un limite nel senso che non è possibile raggiungere quel valore ma è possibile superarlo ?


Lo zero assoluto è la temperatura dove tutte le particelle sono ferme, inerti e prive di energia.
Non credo si possa andare oltre il fermo (o come hai detto più immobile dell'immobile) :doubt: ...

Se esistesse qualcosa al di sotto dello zero assoluto allora quel qualcosa dovrebbe essere il lo zero assoluto.

comunque ho trovato questo libro che andrò subito a cercare!
Atkins, Peter (2007). Quattro leggi che guidano l'universo. Pressa dell'università di Oxford. ISBN 0199232369.

Se sei troppo curioso puoi leggere il primo capitolo in pdf qui: http://scuola.zanichelli.it/online/chia ... otetto.pdf
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Re: Zero assoluto

Messaggioda mamo139 » 01/11/2010 - 11:12

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Re: Zero assoluto

Messaggioda gumis » 01/11/2010 - 12:59

La risposta alla tua domanda è no :)
La temperatura negativa è quindi più alta della temperatura infinita ( che per definizione è quando le particelle in qui tutti gli stati d'energia possibili sono probabili). La temperatura negative (negative solo nel nome) è quando ci sono più particelle negli stati alti che in quelli bassi.
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Re: Zero assoluto

Messaggioda skary » 01/11/2010 - 20:28

Quindi i sistemi sarebbero estremamente caldi , però per la definizione matematica della temperatura essa risulterebbe negativa , o ho travisato ?
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Re: Zero assoluto

Messaggioda mamo139 » 01/11/2010 - 20:46

skary ha scritto:Quindi i sistemi sarebbero estremamente caldi , però per la definizione matematica della temperatura essa risulterebbe negativa , o ho travisato ?


Non però so se sia giusto definirli più caldi.

Da quel che ho capito un sistema con temperatura negativa che entra in contatto con un sistema di temperatura positiva cede calore.
Da qui sembrerebbe logico concludere che il sistema a temperatura è più caldo del sistema a temperatura positiva. Ma sono ignorante in materia e quindi non oso trarre tale conclusione. :D

Certo, se si attribusce alla terminologia "più caldo di" il significato di "cede calore a" allora un sistema con temperatura negativa è più caldo di un sistema a temperatura positiva.
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Re: Zero assoluto

Messaggioda Illogitech » 02/11/2010 - 08:46

Mah, mi sembrano (interessanti) speculazioni teoriche. Un po' come superare la velocità della luce. In teoria, o a livello di particelle subatomiche, forse ciò accade, ma nella vita di tutti i giorni, almeno per il momento il valore -273,15 è ancora una barriera insormontabile.

E' però interessante notare che l'uomo si è avvicinato molto di più allo zero assoluto (qualche decimo o centesimo di grado), che alla velocità della luce.
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Re: Zero assoluto

Messaggioda gumis » 02/11/2010 - 09:30

In teoria, o a livello di particelle subatomiche, forse ciò accade, ma nella vita di tutti i giorni, almeno per il momento il valore -273,15 è ancora una barriera insormontabile.


A livello di particelle subatomiche tutto può accadere dato che se determino un limite fisso allora vado contro l'indeterminazione (oppure cosa ancor peggiore si crea una grandezza infinita da qualche parte) . E' per questo che non esiste " il vuoto" in un sistema e quindi si creano dal nulla particelle (particelle virtuali) . Quindi teoricamente se porto una particella allo zero assoluto (nessun energia cinetica, determinando quindi una velocità) allora ho un indeterminazione sulla posizione infinita. Dato che non credo agli infiniti (mi stanno antipatici :x ) credo che si può tendere allo zero assoluto ma mai ragiungerlo.
E' però interessante notare che l'uomo si è avvicinato molto di più allo zero assoluto (qualche decimo o centesimo di grado), che alla velocità della luce.

La velocità della luce è troppo sfuggevole :lol:
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Re: Zero assoluto

Messaggioda Baba » 06/11/2010 - 14:20

Secondo me superare è impossibile, raggiungere è molto improbabile e con la tecnologia di ora non credo si possa arrivare... però vorrei ricordare che prima di sbarcare sulla luna tanti quasi tutti (dipende quanto indietro si va nel tempo) credevano fosse impossibile, ma con lo sviluppo tecnologico è diventato possibile.
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Re: Zero assoluto

Messaggioda cyd » 06/11/2010 - 16:22

Baba ha scritto:Secondo me superare è impossibile, raggiungere è molto improbabile e con la tecnologia di ora non credo si possa arrivare... però vorrei ricordare che prima di sbarcare sulla luna tanti quasi tutti (dipende quanto indietro si va nel tempo) credevano fosse impossibile, ma con lo sviluppo tecnologico è diventato possibile.


ma non è un fatto di fiducia speranza o tecnologia, è un principio (derivabile anche come teorema) lo zero assoluto non si può raggiungere con un numero finito di trasformazioni (ciò non vieta di considerarlo tipo un gate adimensionale che se si raggiunge si sorpassa)

scala delle temperature negative non l'avevo mai sentita, in che senso
Ma in realtà si scopre che al di sotto dello zero esiste un bizzarro mondo speculare
?
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Re: Zero assoluto

Messaggioda gumis » 06/11/2010 - 18:26

Baba ha scritto:però vorrei ricordare che prima di sbarcare sulla luna tanti quasi tutti (dipende quanto indietro si va nel tempo) credevano fosse impossibile, ma con lo sviluppo tecnologico è diventato possibile.

In questo caso il limite è proprio posto dalla natura. Arrivando allo zero assoluto la particella avrebbe una velocità definita (nulla) e quindi la sua posizione sarebbe talmente indefinita da essere infinita (quindi la particella potrebbe trovarsi da qualsiasi parte e "oltre").

scala delle temperature negative non l'avevo mai sentita, in che senso

Non negative di fatto... Guarda qui
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Re: Zero assoluto

Messaggioda skary » 06/11/2010 - 19:59

Ricapitolando (così vedo se ho ben capito).

Gli atomi hanno n (da 0 a n-1 , dove 0 è lo stato con energia più bassa in assoluto e massimo ordine mentre n-1 è quello a massima energia e massimo disordine) stati finiti d'energia in cui si possono trovare.
Ogni volta che gli viene somministrata la giusta dose d'energia saltano allo stato superiore , da qui si nota che se gli stati sono n mentre l'energia che gli posso somministrare è m (grande a piacere) arriverò ad un punto in cui m mod n = 0 ossia io gli do talmente tanta energia che invece che salire allo stato superiore scende (passa attraverso tutti gli stati fino a quello massimo e da li scatta ancora una volta a quello minimo).

Quindi visto che aumentando l'energia passo a stati energetici inferiori (più ordinati?) posso interpretare il fenomeno come una diminuzione dell'entropia.

Dato che T = deltaE / deltaS
se l'entropia dallo stato (n-1) passa a 0 avrò che deltaS = S(0) - S(n-1) -> ossia deltaS = Sfinale - Siniziale e => deltaS < 0

Ma se deltaS < 0 lo è anche T e quindi abbiamo ottenuto una temperatura negativa in kelvin.
Corretto ? o ho capito male qualcosa ;mi son affidato principlamente a wikipedia inglese(magari travisandola) come suggeritomi da mamo139 anche se
A basse temperature, le particelle tendono a muoversi verso gli stati a più bassa energia. Incrementando la temperatura, le particelle si spostano in stati di energia sempre più alti.

Come detto, a temperatura infinita, il numero di particelle negli stati di energia bassi e negli stati di energia alti diventa uguale. In alcune situazioni è possibile creare un sistema in cui ci sono più particelle negli stati alti che in quelli bassi. Questa situazione può essere descritta con una "temperatura negativa".

Una temperatura negativa non è inferiore allo zero assoluto, ma piuttosto è superiore a una temperatura infinita.
della wikipedia italiana non mi è molto chiaro.
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