La religión es la cultura de la fe, la ciencia lo es de la duda.

Richard Feynman, físico estadounidense (1918-1988)

domingo, 5 de agosto de 2018

¿Cuál es la temperatura más baja posible? Teoría

Como se suele decir la respuesta depende porque, se refiere a la más baja pero ¿teórica o en la práctica?, porque resulta que hay diferencias. 
0 K
Desde el punto de vista de la teoría, la temperatura más baja posible por definición es cero kelvin, 0 K, de forma que ningún cuerpo o sistema macroscópico (nivel molar) en este Universo, puede tener una temperatura inferior a cero (o lo que es lo mismo negativa), en la escala termodinámica o absoluta de temperatura.
Como ya ‘enrocamos’ ésta es una de las ventajas de esta escala, la de no tener valores negativos de temperatura, a diferencia de la Celsius o la Fahrenheit que por ejemplo sí las tienen.
Y dado que la temperatura de un cuerpo no es más que una medida de lo rápido que se mueven las partículas que lo componen, es decir de su energía cinética (Ec), en un sistema microscópico (nivel molecular) este valor de temperatura se corresponde con el instante en el que sus moléculas y átomos, ya no tienen energía con la que vibrar por lo que no podrán emitir energía térmica alguna (calor), o sea, cero absoluto de temperatura.
Una condición que implica que dejaran de existir tal como las conocemos, vamos que se trataría de otro tipo de materia no sólo impensable para nosotros, sino inimaginable. Un cero kelvin (0 K) que se corresponde con los menos doscientos setenta y tres coma quince grados Celsius (-273,15 ºC) y los menos cuatrocientos cincuenta y nueve coma sesenta y siete grados Fahrenheit (-459,67 ºF).
3º ley de la termodinámica
A esta temperatura, el nivel de energía interna (U) del sistema es el más bajo posible en este Universo por lo que las partículas, según la mecánica clásica, carecerán de cualquier movimiento o vibración. En otros términos, según la tercera ley de la termodinámica, el cero absoluto es un límite teórico inalcanzable, como así lo estableció su autor.
Me refiero al físico y químico alemán Walther Nernst (1864-1941) quien en 1912 la enunció así: ‘Es imposible por cualquier procedimiento alcanzar la isoterma T = 0 en un número finito de pasos’, de hecho esta ley o principio es conocido también como teorema o postulado de Nernst, en el que la entropía de un sistema en el cero absoluto es una constante definida.
Por cierto que unos años después recibió el Premio Nobel de Química en 1920 por sus teorías sobre el cálculo de la afinidad química que formaban parte de esta tercera ley de la termodinámica.
Bien, admitido que 0 K es el valor teórico de temperatura más baja que puede existir, y que no se puede alcanzar en ningún experimento físico, ¿cuál es la más baja que se ha conseguido por ahora?, ¿hasta dónde se puede bajar desde el punto de vista empírico?
Abro y cierro un brevísimo paréntesis pues lo anterior está dicho desde el campo de la mecánica clásica, pero desde el de la mecánica cuántica el cero absoluto debe tener una energía residual llamada de punto cero, para así cumplir con el principio de Indeterminación de Heisenberg, que haría que se pudiera alcanzar. O no. (Continuará)
[*] Introduzcan en [Buscar en el blog] las palabras en negrilla y cursiva, si desean ampliar información sobre ellas.



2 comentarios :

Anónimo dijo...

Le falta un º a la K , es cero grado kelvin.

estudiante de 4º ESO dijo...

Estás equivocado, ya lo ha explicado en ediciones anteriores