Что происходит с телом, изначально нагретым до 300К, и хранящимся в изолированном пространстве? Температура упадет до 0К?

Что касается теплового излучения, если изначально стабильное тело находится при температуре 300 Кельвинов, помещенное в изоляцию, после непрерывного теплового излучения его температура асимптотически постепенно снизится до 0 Кельвинов? Если да, значит ли это, что тело теперь лишено какой-либо тепловой энергии? И означает ли это, что единственная энергия, которую он может иметь (сейчас), связана с его электронной структурой?

Не ноль, а 2,7К
Я думаю, что ваш вопрос предполагает, что это излучение черного тела, которое охлаждает тело. Если вы выполняете моделирование методом конечного диапазона, у вас есть асимптотическое поведение, и вы достигаете нуля за бесконечное время. Однако,
Однако в физическом мире возникает вопрос – какой процесс позволяет излучать вашу энергию. При приближении к нулю вы излучаете все более и более длинные волны, и я предполагаю, что в какой-то момент процесс будет затруднен или даже заблокирован. Есть и другие степени свободы, которые создают вашу температуру. Посмотрите в вики, что такое нулевая температура. en.wikipedia.org/wiki/Абсолютный_ноль#Отрицательные_температуры
Я хочу отметить, что вы написали в своем вопросе «асимптотически уменьшить до 0K». Одно из самых фундаментальных свойств чего-то асимптотического состоит в том, что оно никогда не достигает асимптоты. Это прямо там должно сказать вам, что он никогда не достигает 0K

Ответы (2)

На практике нет. По идее тоже нет.

Вселенная заполнена фотонами с энергетическим распределением, соответствующим 2,73 К , называемый космическим микроволновым фоном (CMB) . Каждый с м 3 пространства вмещает около 400 из них, так что каждый второй с м 2 попадает примерно в сто миллиардов этих фотонов. Это означает, что если вы поместите свое «устойчивое тело» в очень изолированную коробку, сама коробка никогда не опустится ниже. 2,73 К , и тело внутри тоже. Он будет асимптотически стремиться к тепловому равновесию при Т "=" 2,73 К .

Даже если вы волшебным образом удалили все остальное во Вселенной, кроме тела † , 0 К никогда не может быть достигнуто. Причина в том, что это означало бы нулевое движение атомов тела, что запрещено законом .

На практике действительно возможно иметь температуры ниже 2,73 К реликтового излучения. Когда газ расширяется, он охлаждается, и если он расширяется быстрее, чем может быть нагрет реликтовым излучением, он может временно достигать более низких температур. Так обстоит дело с туманностью Бумеранг , температура которой составляет 1 К. Туманность, вероятно, нагреется до температуры реликтового излучения примерно через 10 000 лет или около того.

† Или ждали миллиарды лет, пока реликтовое излучение остынет.

Точно. Особенно мне нравится первая строчка!
Два комментария: мое понимание реликтового излучения состоит в том, что оно все еще охлаждается в космологических масштабах времени, так что температура не обязательно стабильна. Кроме того, "можно иметь температуру ниже 2,73 К...": у нас и холодильники холоднее этой, так что понятно :)
@zeldredge: Вы абсолютно правы. 1) Да, реликтовое излучение остывает пропорционально расширению Вселенной, поэтому оно само будет асимптотически стремиться к нулю. Конечно, на самом деле он никогда не достигнет нуля, но если вы готовы подождать, вы можете приблизиться к нулю сколь угодно близко. 2) Да, мы можем искусственно охладить систему до очень низких температур (текущий рекорд, по-моему, 1е-10 К), но опять же до нуля она никогда не дойдет, и это тоже не просто дать объекту остыть.
Это заставляет меня задаться вопросом, будет ли это тело в гипотетической 0K пустоте в какой-то момент времени излучать последний фотон излучения черного тела, а затем больше ничего, несмотря на то, что оно > 0K? Если да, то какая у него температура...
Я думаю, что квантовые эффекты (такие как пары электронов и позитронов, появляющиеся из ниоткуда) предотвратят возникновение настоящего вакуума.
Хорошие комментарии. Я предполагаю, что частицы, из которых состоит тело, тоже в какой-то момент будут распадаться, одна за другой, заставляя тело медленно «испаряться».

Невозможно понизить температуру тела до абсолютных 0К. Вы должны заметить, что в то же время тело излучает энергию от собственной температуры, оно также получает температуру от других источников (независимо от расстояния до источника), таких как далекие звезды.

Что происходит с телом, изначально нагретым до 300К, и хранящимся в изолированном пространстве? Температура упадет до 0К?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v