Теоретическая минимальная температура, необходимая для плавления любого материала

Прочитав об этом ( новый материал имеет более высокую температуру плавления, чем любое известное вещество ), мне стало любопытно.

Учитывая уровень давления (например, 1 атм) и достаточно высокую температуру, у меня есть интуиция, что ни один материал не остается твердым и превращается в плазму, если достаточно горячий.

Итак, вот вопрос: согласно современным физическим моделям, какова самая низкая известная температура, выше которой мы можем гарантировать, что любой материал превысит свою точку плавления? Мы можем рассмотреть произвольный образец материала, нагреваемый в изобарных условиях при давлении 1 бар.

Можем ли мы теоретически сделать материал, который остается твердым при 1 баре и 4500К? 6000К? 20000К?

Вы имеете в виду 101,3 кПа? То есть давление 1 атм?
Очень сложный вопрос, требует много догадок, приближений и т. д. Но что касается верхней границы, я почти уверен, что ни один твердый материал не может поддерживать свое твердое состояние при температуре кварк- глюонной плазмы 10 12   К , что примерно 100 000 × Т ⊙ .

Ответы (3)

Использование модели Дебая приводит к формуле плавления Линдеманна для температуры плавления: см. ссылку ), для p = 1 бар существует верхний предел для данной структуры материала.

Т м "=" 4 π 2 А р 0 2 к Б η 2 9 Н А час 2 Θ Д 2 в K с атомной массой A, р 0 межатомное расстояние, η Коэффициент Линдеманна = 0,2 - 0,25 и температура Дебая Θ Д .

В справочнике наибольшее расчетное значение Т м для элемента вольфрама W с 3955 K. Единственные переменные A, р 0 и Θ Д можно переделывать, но вы их не знаете для "теоретической температуры плавления любого материала", а только для конкретного. Более того, вся теория Дебая является приближением.

Эта модель для соединений или она применима только к чистым элементам?
Приведенная здесь формула предназначена для чистых элементов, но первоначальная идея модели может быть применена к любой структуре, только в вычислительном отношении это важно. Вы найдете разные подходы в Google. Для соединений даже средние значения вовлеченных элементов должны дать вам представление. Таким образом, чтобы найти абсолютный максимум, вам пришлось бы вычислять миллионы различных структур, а это тяжелая проблема поиска.
Я думаю, что этот ответ направлен на ответ на вопрос (на который кажется сложнее ответить, чем казалось на первый взгляд), но, как вы говорите, это для чистых элементов. Статья, на которую я ссылался в вопросе, касалась точки встречи 4400K для нового соединения. Это означает, что 3955K при 1 баре — это очень высокая температура, но это не верхняя граница, которую я ищу.

Внешняя часть нейтронной звезды считается твердой, и ее температура может достигать 10 6 К. Вероятно, это самая высокая температура, которой может достичь твердое тело.

Я думал, что поверхность нейтронной звезды больше похожа на застывшую плазму, чем на обычное твердое тело.
Если кора представляет собой затвердевшую плазму, то она твердая. См. физику.stackexchange.com/q /219264.
Хотя это упрощенный ответ / на самом деле не отвечает на вопрос конкретно, я предполагаю, что он, вероятно, ближе к точной максимальной температуре плавления (но ниже\низкой), чем комментарий кварк-глюонной плазмы по этому вопросу (который [кажется быть] выше/выше). Отличное дополнение, для справки о фоне/реальном мире вне теории, если не больше ничего.

В настоящее время наилучший возможный ответ, хотя и не является достоверно правильным ответом, - «более 4400 КБ» или любое другое точное значение, определенное в исследовании, упомянутом в предоставленной вами статье. На самом деле он описывает «теоретический минимум температуры, необходимый для плавления любого материала», который вы ищете, по крайней мере, так хорошо, как это может сделать любой человек в настоящее время.

Теоретически существует температура, при которой можно доказать, что связи между несколькими элементами не поддерживаются, и мы уже можем доказать, что она выше температуры плавления любого отдельного элемента. Однако эта температура также может быть намного выше минимума, необходимого для плавления любого соединения, которое может существовать (или максимальной температуры плавления).

Также (sh) / (c) могут быть неоткрытые соединения, для плавления которых требуется более высокая температура, чем этот недавно («недавно», 6 лет назад) обнаруженный материал, который вы связали. (и я не исследовал, чтобы подтвердить, что это не так) - но это проблема NP-Hard. Любой здесь, кто может решить это, я предлагаю вам проверить Математический институт Клэя, прежде чем публиковать что-либо...

Таким образом, на этот вопрос не может быть ответа лучше, чем подтверждение от научного сообщества о недавно открытом соединении с новым рекордом температуры плавления, пока мы, как вид, не найдем своевременные решения NP-сложных проблем. Это не исключает изучения известных веществ с высокой температурой плавления, чтобы сузить возможные поля и быстрее разработать новое соединение с более высокой температурой плавления, но доказать, что это самая высокая температура плавления, пока невозможно.

То, что какое-либо одно соединение имеет максимальную температуру плавления, не может быть (в настоящее время) доказано, это делает невозможным определение максимальной температуры плавления.

Вопрос в том, можем ли мы использовать известные законы физики для аналитического определения теоретической максимальной температуры плавления. На самом деле это не тот вопрос, который подходит для фреймовой задачи — он и ясен, и на него можно ответить. Вызов фрейма предполагает, что первоначальный вопрос был ошибочным или был основан на ошибочном подходе. Я не думаю, что здесь дело в этом.
@J... На этот вопрос можно ответить, но только как NP-сложную проблему. Так что да, ответ существует, но в настоящее время на него не может ответить ни один человек. Возможно, вызов фрейма — это неправильный выбор слова, но цель состоит в том, чтобы выразить: «На этот вопрос в настоящее время нельзя однозначно ответить ни одним из известных возможных методов, хотя ответ явно существует» — лучший ответ, который кто-либо может дать сейчас. что предусмотрено в этой статье.
@J ... Когда вы формулируете вопрос, ответ таков: «Да, мы можем использовать известные законы физики для аналитического определения теоретической максимальной температуры плавления». но самое смешное, что никто не может опубликовать этот ответ здесь, потому что никто не может вычислить его, прежде чем он умрет. (в настоящее время я надеюсь, что это изменит нашу жизнь)
@TCCooper вычисляет точное Т где последний плавящийся материал может быть (NP)-твердым, но это не значит, что не может быть более узких верхних границ, чем бесконечность. Речь идет просто о нахождении верхней границы энергии связи в кристаллах и требует больших тепловых флуктуаций (так что в анализе свободной энергии Ландау энтропия побеждает энергию).
@Wouter Если вы можете доказать, что какая-то конкретная температура ниже бесконечности гарантированно расплавит что-либо, я бы хотел прочитать этот ответ (я понимаю, что вы говорите, лично я слишком невежественен, чтобы добраться туда). Хотя я думаю, что было бы здорово добавить это в этот QA, я не вижу, как этот вопрос, как задано, ищет что-то еще, кроме точного 𝑇, где тает последний материал.
Теоретическая минимальная температура, необходимая для плавления любого материала
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v