בשער-קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער בפייסבוק - קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער - קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער - קהילה אקדמית למען החברה בישראל
דף הבית   |   על בשער   |   פעילויות בשער   |   ספר אורחים   |   צור קשר      רשימת תפוצה
 
 
 > שלח שאלה למומחה
 
 
 
     כל התחומים
     
     
     
     
     
     
     אסטרופיזיקה
     הנדסת חשמל
     הנדסת מזון
     כימיה
     פרקינסון
     ננוטכנולוגיה
     הנדסה
     מדעי המחשב
     כימיה
     ביולוגיה
     פיזיקה
     רפואה
     מתמטיקה
     מדעי הסביבה
     גיאוגרפיה
     מוט"ב
     הוראת המדעים
     אזרחות
     כלכלה
     היסטוריה
     משפטים
     פסיכולוגיה
     תנ"ך
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 > בשער האזרחות
 
 
 > הרצאות מומחים ברשת
 
 
 > רשימת תפוצה
 
 > חתום בספר האורחים
 
 > כניסה לשואלים רשומים
 
 
 > English
 
שאלה מספר 7808 - האפס המחולט והקצה השני של הסקאלה תאריך: 14/8/2014
תחומי דעת:  כימיה  , פיזיקה  , כימיה פיזיקלית [ כימיה ]  

שלום רב
שמי עמרי לשם מרחובות ואני עולה לכתה יו"ד. במהלך לימודי בחטיבה למדתי על המושג שנקרא "האפס המוחלט"- הטמפרטורה הנמוכה ביותר שמבחינה פיזיקאלית טהורה חומר יכול להגיע אליה (כאשר הפרקטיקה והיישום לא משנים כרגע). "האפס המחולט" קורה כאשר חלקיקי החומר מפסיקים לנוע ומגיעים למהירות אפס ולכן זוהי הטמפרטורה הנמוכה ביותר. אני יודע שטמפרטורה של חומר מושפעת ממהירות התנועה של החלקיקים שלו, שכלל שחומר חם יותר החלקיקים שלנו נעים מהר יותר ולהפך. בגלל שחלקיקי החומר עוצרים מלכת והם נעים במהירות אפס (ואין מהירות שלילית) זוהי הטמפרטורה הנמוכה ביותר שחומר יכול להגיע אליה. למרב ידיעתי חלקיק הוא גוף, יש לו מסה ויש לו נפח (אפילו אם הם קטנים מאוד) ולכן הוא גוף (תקנו אותי אם אני טועה.( 
בנוסף, ידוע לי על כלל פיזיקאלי שאומר שגוף לא יכול לנוע במהירות האור או מהר ממנה.
מכאן עולה השאלה הבאה: האם יש מהירות מקסימאלית שחלקיקים יכולים לנוע בה? אם כן, בהנחה ויש צבר חלקיקים שנעים במהירות הזאת האם הטמפרטורה שלו היא הטמפרטורה המקסימאלית מבחינה תיאורטית שחומר יכול להגיע אליה? והאם זאת הטמפרטורה המקסי מלית שיכולה להיות, כמה מעלות צלזיוס/קלווין היא בערך?
 אשמח לתשובה, גם אם היא מסובכת. אשתדל להבין.
בתודה מראש- עמרי לשם.

תשובה מאת: פרופ' שמואל אליצור
   

 

שלום עמרי

נכון שהטמפרטורה של גוף קשורה במהירות התנועה האקראית של החלקיקים המרכיבים אותו. אולם מדד טוב יותר לטמפרטורה הינה האנרגיה הממוצעת של החלקיקים הללו. האנרגיה הקשורה בתנועתו של  חלקיק שמהירותו  אטית ביחס למהירות האור  פרופורציונית לריבוע המהירות ולכן אין הבדל גדול בין אפיון הטמפרטורה על ידי (ריבוע) המהירות הממוצעת לבין אפיונה על ידי האנרגיה הממוצעת. כשמהירות החלקיק מתקרבת למהירות האור, הקשר בין המהירות לבין האנרגיה משתנה והוא נתון על ידי הנוסחה   

אנרגיה =    mc^2/[1-(v/c)^2]^1/2   כאשר  m היא מסת החלקיק,   v  מהירותו ו  c מהירות האור .  ( הסימן  a^b  מסמן בנוסחה זו  a  בחזקת b ).    נוסחה זו מלמדת כי כאשר מהירות החלקיק  מתקרבת למהירות האור, האנרגיה שלו  שואפת לאינסוף. אף על פי שמהירות החלקיק מוגבלת על ידי מהירות האור, האנרגיה שלו אינה מוגבלת ולכן אין גם סיבה שהטמפרטורה שלו תהיה מוגבלת.     

פרופ' שמואל אליצור
מכון רקח לפיסיקה
האוניברסיטה העברית

הוסף תגובה הדפס שאלה      שלח לחבר      שאלות מועדפות
שלח שאלה למומחה   |   שמור כדף הבית   |   הוסף למועדפים   |   תנאי שימוש באתר   |   Powered By Art-Up