¿Puede haber una temperatura más fría que 0 Kelvin? ¿Por qué o por qué no?

Answer 1

Para encontrar la respuesta a esto, necesitamos conocer la noción de temperatura. Definimos la temperatura como una entidad para medir el calor de un cuerpo. Pero a menudo nos perdemos que la temperatura es en realidad una medida del movimiento molecular.

Vamos a ver qué pasa en la nano escala. La imagen de abajo es la de una celosía.

Considere cada átomo (las bolas azules oscuras) que se conectarán a los átomos que lo rodean mediante resortes (cada una de las líneas azules son resortes). Si le damos un tirón a uno de ellos, causará vibración en cada uno de los átomos. Más vibración tiene esta disposición, mayor es su temperatura.

Esta vibración es muy difícil de ver a nivel macro, pero definitivamente podemos sentirla. Cuando tocamos un cuerpo caliente con la palma de nuestra mano, las moléculas en la superficie del cuerpo vibran y causan vibración en nuestra palma. Esto no es más que una transferencia de energía (energía vibratoria, se puede decir). Nuestro cerebro percibe esta transferencia de energía como temperatura. Esta energía en transferencia es lo que generalmente llamamos ‘calor’. Un cuerpo más caliente transferiría más ‘calor’.

Ahora vamos a la pregunta. La escala de Kelvin está diseñada para mantener una vibración nula como la línea de base (Cero Kelvin), y una vibración infinitamente grande como la máxima (sin límite superior definido).

Así, 0 kelvin significa que no hay vibración. Cada movimiento se ha detenido.

Ahora, esto indica claramente que no hay necesidad de definir una temperatura negativa. Sin embargo, se puede obtener una temperatura matemáticamente negativa en una escala de kelvin, pero físicamente según la definición no tiene sentido (* vea la nota de análisis adicional para una posibilidad).

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ANÁLISIS MAS EXTENSO
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Podemos obtener una diferencia de temperatura negativa. Por ejemplo, una taza de té caliente está a una temperatura de 330 K y el hielo está a una temperatura de 270 K.

T (hielo) – T (taza) = -60 K.

Este negativo solo muestra que el hielo es 60 K por debajo de la temperatura en comparación con la taza. Así, esta escala de temperatura relativa puede tener valores negativos. Pero una temperatura negativa en la escala absoluta de Kelvin no tiene mucho sentido en la Física Clásica (lo que generalmente nos preocupa en la vida diaria).

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Una pregunta sorprendente para ti.
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Q1. Si consideramos que este calor surge solo debido al movimiento mecánico de los átomos y las moléculas, ¿por qué entonces vemos fuego saliendo de un objeto ardiente?

Q2. Cuando tocamos las llamas del fuego, sentimos que está caliente. Entonces, ¿este fuego, que se propaga tan rápido, también tiene energía mecánica?

Dígame lo que crea que deberían ser las respuestas de acuerdo con usted, y trataré de darles una posible explicación. 🙂

Answer 2

La temperatura absoluta es simplemente la medida de las energías cinéticas promedio de todas las partículas.
Es diferente de la temperatura relativa (es decir, grados Celsius y Fahrenheit)
¿En qué se diferencia kelvin de la escala celsius y fahrenheit?
Escala Celsius :
La temperatura, en escala celsius, es una medida relativa. Es decir, esa medida es relativa a, o, con respecto a algo.
Ese algo es agua. La referencia es el contenido de calor del agua en su punto de congelación. (definido como el 0 grado Celsius)
Ahora, cuando dice que la temperatura de un cuerpo es de 18 grados centígrados , quiere decir que el contenido de calor de ese cuerpo es 18 veces más que el contenido de calor del agua a 0 grados centígrados.
Incluso la escala Fahrenheit se define de la misma manera.
¿Qué sucede si el contenido de calor de un cuerpo es menor que el del agua a 0 grados?
Entonces necesitarías ir al otro lado del cero, es decir, el lado negativo, lo cual es posible. Así que existe la escala Celsius negativa.

Escala de Kelvin:
Cuando se habla de la escala de Kelvin, se mide el promedio de todas las energías cinéticas de todas las partículas en ese cuerpo (lo cual, en el caso de Celsius, le informamos al contenido de calor)
Ahora no puedes tener una energía negativa, mientras que puedes tener una energía cero. Esa es la razón por la cual se define a Kelvin cero (aunque nadie lo ha alcanzado), pero la energía negativa no se puede definir. Por lo tanto, el Kelvin negativo no existe. Por eso decimos que la temperatura absoluta negativa, o simplemente la temperatura negativa, no se puede definir.

El contenido de calor del que hablabas en la escala Celsius se mide directamente en la escala de Kelvin, en términos de su energía cinética promedio.
En la escala de Kelvin, no se requiere ninguna referencia de agua o cualquier otra cosa.

Ahora, una cosa todavía no está clara en mi mente. Intenta si puedes obtener la respuesta de esta pregunta.
¿Por qué se toma el agua como referencia para definir las escalas en grados Celsius y Fahrenheit?

Answer 3

Respuesta corta – No

Respuesta larga –

La declaración de Fowler-Guggenheim de la tercera ley de la termodinámica es la siguiente:

“Es imposible mediante cualquier procedimiento, sin importar cuán idealizado sea, reducir cualquier sistema condensado al cero absoluto de temperatura en un número finito de operaciones”.

Para crear una caída en la temperatura, se debe eliminar la energía del sistema. Cada vez que se hace esto, siempre quedará algo de energía térmica. Lo que esto significa es que es físicamente imposible alcanzar 0 en primer lugar. Si no puedes alcanzar el 0, ¿cómo pasarás eso a temperaturas negativas? Así que no, desde el punto de vista termodinámico clásico no es posible alcanzar una temperatura negativa (en el sentido convencional del término ‘temperatura negativa’).

Dicho esto, hay un concepto de temperaturas negativas (en escala absoluta), que es bastante confuso y utiliza un poco de manipulación matemática. Tiene que ver con la forma en que se distribuyen las velocidades promedio y, en consecuencia, las energías, y se puede ver en el video a continuación (lo explican de la mejor manera posible)

Incluso en este video, nunca sugieren que en ningún punto la temperatura pase por un valor absoluto de 0. Eso está absolutamente prohibido por la naturaleza.

Su pregunta pregunta si hay alguna temperatura más baja que el 0 absoluto, y la respuesta es no. Incluso esta temperatura negativa no es más fría que el 0 absoluto, como si se mantuviera en contacto con cualquier cuerpo a una temperatura positiva, el calor siempre fluirá desde el último al primero. Entonces, aunque es una ” temperatura negativa” , en realidad es ” más caliente “.

Answer 4

Me preocupa que algunos OP no sepan qué escribir en google (por eso me gustan tanto los quora … sé qué buscar en Google para encontrar detalles específicos), así que aquí estoy “ayudando”. eso e id. entiendo la respuesta de Jess porque si es infinitamente “caliente” nunca tendría que pagar otra factura de calefacción y claramente eso viola la mayoría, si no TODA la termodinámica que aprendí OMG hace casi medio siglo, YIKES …

Veo la palabra “infinito” en la explicación técnica, pero supongo que NO se sentirá CALIENTE. ¿Eso tiene sentido para el OP?

De mi fuente favorita, la wiki temperature Temperatura negativa – Wikipedia, vea a continuación:

Temperatura y desorden

La distribución de energía entre los diversos modos de traslación, vibración, rotación, electrónica y nuclear de un sistema determina la temperatura macroscópica. En un sistema “normal”, la energía térmica se intercambia constantemente entre los distintos modos.

Sin embargo, en algunas situaciones, es posible aislar uno o más de los modos. En la práctica, los modos aislados aún intercambian energía con los otros modos, pero la escala de tiempo de este intercambio es mucho más lenta que para los intercambios dentro del modo aislado. Un ejemplo es el caso de los espines nucleares en un fuerte campo magnético externo. En este caso, la energía fluye bastante rápidamente entre los estados de espín de los átomos que interactúan, pero la transferencia de energía entre los espines nucleares y otros modos es relativamente lenta. Dado que el flujo de energía es predominantemente dentro del sistema de espín, tiene sentido pensar en una temperatura de espín que sea distinta de la temperatura asociada a otros modos.

Una definición de temperatura puede basarse en la relación:

[math] T = dqrevd S {\ displaystyle T = {\ frac {dq _ {\ mathrm {rev}}} {dS}}} [/ math]

La relación sugiere que una temperatura positiva corresponde a la condición donde la entropía, S , aumenta como energía térmica, q

Rdo

, se agrega al sistema. Esta es la condición “normal” en el mundo macroscópico, y siempre es el caso de los modos electrónico y nuclear traslacional, vibracional, rotacional y no relacionado con espín. La razón de esto es que hay un número infinito de estos tipos de modos, y agregar más calor al sistema aumenta el número de modos que son energéticamente accesibles, y por lo tanto aumenta la entropía.

Answer 5

La respuesta es no. La temperatura de la escala de kelvin se define así. La temperatura mínima que cualquier material puede alcanzar es – 273.15 grados Celsius. A esta temperatura, todos los movimientos moleculares cesan y la entropía absoluta del sistema se vuelve cero. Esta temperatura se refiere a cero kelvin. Por lo tanto, un material no puede ir por debajo de esta temperatura.

Answer 6

Ninguna temperatura de nada pudo caer por debajo de 0 kelvin.

Como la temperatura depende de la energía cinética de las moléculas. Y 0k KE tiene valor cero y si la temperatura cae por debajo de cero kelvin, el valor de KE no puede ser negativo.

Esto también puede resumirse mediante la siguiente fórmula:

KE = (3/2) KT

Donde K = constante de Boltzmann y T es temp en kelvin.

Ahora, si ponemos T <0, KE se volverá negativo, lo que es imposible.

Esta es la razón por la que 0k o -273.15 grados c es la temperatura absoluta.

Answer 7

La temperatura es una medida de la energía cinética media de las partículas, medida de su movimiento. Si dejan de moverse completamente, entonces la temperatura es cero. Así que la temperatura negativa, por debajo del cero absoluto, es una afirmación sin sentido.

Algunas cosas simplemente no pueden ir negativas. No puedes tener un número negativo de personas viviendo en la tierra, no puedes comer un número negativo de rebanadas de pan.

Pero puede obtener notas negativas en un examen: -;

Answer 8

Temperatura negativa: Wikipedia tiene un buen gráfico de Temperatura versus Energía.

Implica que:

• Las temperaturas negativas son más calientes [más energéticas] que las temperaturas positivas de Kelvin cero.
• No hay temperatura más fría [menos enérgica] que la temperatura positiva de cero Kelvin.

Answer 9

La serie de kelvin se descubrió al observar los cambios de expansión y otras características asociadas con el calentamiento de una sustancia. la característica era 1/273 de la temperatura anterior y fue constante para cada característica que observaron como explicación, conductividad eléctrica, etc. La escala Celsius se dibujó hacia atrás para cruzar la línea cero en -273 Celsius, conocida como kelvin, lo que implica que todo en ese punto será cero.

Cualquier cosa más allá de eso podría ser posible, pero no podremos obtener esa información como algo más allá del agujero negro.

Answer 10

Para que un láser funcione, es necesario inducir la inversión de la población, es decir, debe asegurarse de que los niveles de energía más altos estén más ocupados que los más bajos. Si lo sustituye en la ecuación de Boltzmann [math] N = N_oexp (\ frac {\ Delta E} {RT}) [/ math] verá que esto corresponde realmente a una temperatura negativa.

Por supuesto, esto solo se refiere a un subconjunto de todos los estados de energía posibles del sistema. En el caso de un láser, esos son típicamente los estados electrónicos del sistema, no todos los estados de rotación y vibración, por lo que la temperatura negativa no pertenece a todo el sistema solo a una parte del mismo.

Answer 11

Como se define el cero absoluto, significa que no hay movimiento molecular. Dudo que se pueda lograr, debido a consideraciones cuánticas, por ejemplo, incertidumbre. Se dice que las temperaturas negativas son el resultado de usar una definición incorrecta de entropía en el cálculo de la temperatura, Boltzman en lugar de Gibbs, e implicarían un movimiento perpetuo. Ver Es negativo en temperaturas absolutas negativas. Un relato histórico interesante de los intentos de llegar a cero está en Tom Shachtman, _Absolute Zero and the Conquest of Cold_.

Answer 12

Si-ish Por favor google temperatura absoluta negativa. Es un poco en entropía bajando cuando agregas energía. Resultando en temperaturas negativas.

Pero no diría que es más frío que 0K. Pero la temperatura negativa.

Answer 13

La temperatura en grados Kelvin es una medida de la energía cinética promedio (o energía vibratoria) de las partículas constituyentes. Ahora, ya que la energía no puede ser negativa, la temperatura (en grados Kelvin) tampoco puede ser negativa.

Answer 14

Curiosamente, esto parece ser posible de acuerdo con esta respuesta de Jess H. Brewer.

Por debajo del cero absoluto: explican las temperaturas negativas

Las razones por las que podría ser difícil llegar a una temperatura de cero serían las de Kelvin porque necesita detener la mayor cantidad de movimiento posible. Se necesita un gran esfuerzo para perder ese poco de calor.

Answer 15

En primer lugar te diré un concepto!

Un concepto de CONDUCTORES !!

En realidad, los conductores son las cosas que conducen la electricidad, lo que significa que todos y cada uno de los componentes y átomos hacen que la corriente que fluye a través de ella espere un segundo …

No debe oponerse a que la corriente indica que las partículas / átomos no deben moverse … ¡¡¡para que lo que ingrese la corriente deje el mismo … !!! ¡Esto es posible si y solo si las partículas están muertas!

¡Aquí está el concepto principal!

En la antigüedad, nuestros científicos empezaron a alcanzar 0k, que es de -273 celcios. Se acercaron más a esa temperatura, pero no pudieron obtener 0k exactos. Y los milagros que sucederán si la temperatura llega a 0k son …

No hay pérdidas actuales, es lo que hace que la electricidad que se produce a partir de la central eléctrica llegue a su hogar sin desperdicio

Si u enciende la computadora con la fracción de segundos, la computadora está ENCENDIDA que acelera el paso de la corriente en la etapa de 0k

Pero las únicas desventajas son que el costo de la temperatura aumenta, ¡jajá!

¡Y a ese maldito 0k se le llama ABSOLUTE ZERO!

Espero eso ayude:)

Answer 16

NO.
porque kelvin es básicamente la medida de la energía térmica (energía cinética de las moléculas de gas), y a cero kelvin tienes energía cero y no puedes entrar en el valor de energía -ve, por lo tanto, es imposible por debajo de cero kelvin.
a cero, las moléculas de kelvin tienen cero energía cinética (es decir, no se están moviendo) si no hay energía cinética no habrá energía de calor y la temperatura será de 0 K

Answer 17

posiblemente, por una de dos definiciones.
definición uno: 0k = sin energía

según esta definición, la mayoría de la gente está de acuerdo en que no puede tener menos energía, lo que parece razonable. sin embargo, hay una segunda definición para kelvin, que utilizan los termómetros:

ok = -273.15 celcius

este podría estar equivocado, aunque parece poco probable a menos que la ciencia haya cometido algún error. sin embargo, dudo que permanezca más frío que 0 k por mucho tiempo, incluso si existiera.

Se supone que 0 k es la falta total de energía, pero si se define en términos de celcius, eso no cambia si lo es o no, después de todo, podríamos haber cometido un error minúsculo o más grande que minúsculo en alguna parte

si, por ejemplo, la ausencia total de energía es en realidad -273.16 grados Celsius, o algo así, por muchos decimales después de kelvin … entonces la ausencia total de energía sería más fría que 0 k, pero solo por un período muy corto de tiempo , y solo como lo define el termómetro- como -273.15 grados centígrados. y solo eso hasta que los científicos corrijan la definición, que lo harían tan pronto como se dieran cuenta.

Answer 18

Si u definiera la temperatura como dE / dS, u puede ir por debajo de 0K.

Si lo definimos como medida de calor o movimiento térmico. Mínimo habría de cesar cualquier movimiento térmico a 0K. Entonces es de naturaleza absoluta. ¿Qué es menos que absolutamente ningún movimiento térmico? Nada

Answer 19

No hay una temperatura más baja que 0 Kelvin, porque la definición de 0 k es, la temperatura más fría posible. Todos los átomos están completamente en reposo en este estado y no pueden perder más energía / temperatura.

Answer 20

Debido a que no tiene mucho sentido, la temperatura es una magnitud similar a la distancia. Si muevo cinco metros negativos, eso podría significar que me muevo cinco metros hacia atrás, pero en ese caso todavía estaré a cinco metros de donde empecé, así que la existencia no puede ser realmente negativa. Para la temperatura, que es una medida de la velocidad molecular promedio, un valor negativo está tan lejos de cero como su espejo (ejemplo 5, -5), lo que significa que su “distancia” es la misma, lo que significa una temperatura negativa en la escala de kelvin en la mayoría los casos carecen de sentido y equivalen a un valor positivo.