Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Waarom stopt alle moleculaire beweging op 0 Kelvin?

Het is niet helemaal juist om te zeggen dat alle moleculaire beweging op 0 Kelvin ophoudt. Hier is een meer genuanceerde uitleg:

De nulpuntsenergie:

* Zelfs bij absolute nul (0 kelvin of -273.15 ° C), bezitten moleculen nog steeds een minimale hoeveelheid energie genaamd nulpuntsenergie . Deze energie is een gevolg van de kwantummechanica en is gerelateerd aan het Heisenberg -onzekerheidsprincipe.

* Het onzekerheidsprincipe stelt dat we zowel de positie als het momentum van een deeltje niet met perfecte nauwkeurigheid kunnen kennen. Deze inherente onzekerheid betekent dat zelfs bij absolute nul moleculen niet perfect stil kunnen zijn.

* Daarom, bij absolute nul, ervaren moleculen nulpuntsbeweging , een minimaal niveau van trillingen en beweging.

Waarom moleculaire beweging afneemt met temperatuur:

* Temperatuur is een maat voor de gemiddelde kinetische energie van moleculen. Kinetische energie is de energie van beweging.

* Naarmate de temperatuur afneemt, neemt de gemiddelde kinetische energie van moleculen af. Dit betekent dat de moleculen gemiddeld langzamer bewegen.

* Bij absolute nul zou de gemiddelde kinetische energie van moleculen theoretisch de minimumwaarde bereiken, maar het zou niet nul zijn vanwege de nulpuntsenergie.

Belangrijke opmerking:

* Absolute Zero is een theoretisch concept. Het is onmogelijk om in de praktijk absolute nul te bereiken, omdat het vereist dat alle energie uit een systeem wordt verwijderd, wat onmogelijk is vanwege kwantumeffecten.

Samenvattend:

Hoewel de moleculaire beweging aanzienlijk vertraagt ​​naarmate de temperatuur absoluut nul nadert, houdt het niet volledig op vanwege de inherente nulpuntsenergie. Deze energie zorgt ervoor dat zelfs bij de koudst mogelijke temperatuur, moleculen nog steeds een minimaal bewegingsniveau vertonen.