Температура и вакуум

Температурой абсолютного вакуума считают Т = 0 К. В настоящее время достигнуты температуры 2,65·10^-3…
…2,5·10^-4 К и возможности не исчерпаны. Но абсолютного нуля вряд ли можно достичь, так как при нем ожидается неподвижность материи.

Поскольку (см. ранее) , то температура есть способ косвенного измерения частоты.

Величина как коэффициент пропорциональности между температурой и частотой была получена М. Планком в 1900 году при анализе уравнения Вина по распределению энергии излучения черного тела. С тех пор она не использовалась: теперь ее второе рождение. Для гелия при :

;

;

.

Как видно является частотной ценой одного градуса; а в непосредственной близости от осцилляторы обладают еще колоссальной частотой колебания. При достижении будет , но если принять некоторую , то получим (для гелия ) – это близкая к минимальной температура, при которой еще существует частотная форма движения в микромире (всего 1 Гц).

Поскольку максимально зафиксированная температура (в плазме)

,

то максимальная частота осциллятора будет

.

При абсолютном нуле царит абсолютный покой. При других температурах может быть относительный покой. Так в нейтроне давление составляет , при котором подвижность частиц электрона и электрино невозможна.

Определение температуры. Из формулы следует, что , то есть частоте осцилляторов вещества при температуре . Подставим в общее уравнение , из которого следует: . Это и есть определение температуры: «температура есть отношение реальной частоты осцилляторов вещества к нормированной частоте (при )».

Умножив числитель и знаменатель на , получим другое, но аналогичное, определение температуры

: «температура есть отношение реальной энергии осциллятора вещества к нормированной энергии (при )». Хотя порознь частота и разные для разных веществ, но их отношение одинаково для разных веществ при одной и той же температуре, так как температурная шкала является единой для любого вещества.

Мысленно представим единственную глобулу с единственным осциллятором гелия, изолированную при нормальных условиях. Тогда линейная скорость осциллятора , а его амплитуда равна диаметру глобулы . Получим ряд важнейших термодинамических характеристик абсолютной глобулы:

(23,6 км);

;

;

;

.

Эти данные должны быть ориентиром, в том числе, для понимания значения абсолютного вакуума, который достигается (мысленным) исключением последнего осциллятора, когда вышеперечисленные значения обращаются в нуль. Кстати космический вакуум имеет порядок , то есть – далеко не абсолютный.