Re: Anfängerfrage
Geschrieben von MrStupid am 31. Juli 2003 18:34:58:
Als Antwort auf: Re: Anfängerfrage geschrieben von Ash am 31. Juli 2003 18:01:40:
>Intressant aber hat eine unterkühlte Schmelze bei Minus 272Grad auch die selbe Temperatur?
Davon abgesehen, daß man eine Schmelze nicht beliebig weit unterkühlen kann, hängt das davon ab, ob sich die Schmelze mit ihrer Umgebung (für die die -272°C vermutlich gelten sollen) im thermischen Gleichgewicht befindet. Dieses stellt sich automatisch ein, wenn es zwischen der Schmelze und der Umgebung zu einem Wärmeaustausch kommt. Ist das Gleichgewicht erreicht, dann sind die Temperaturen gleich.
>Theoretisch kann so ein Stoff doch garnicht existieren, eine nicht gefrorene Flüssigkeit die noch Bewegungsenergie hat weil sie nicht kristalieren konnte, kann doch unmöglich den absoluten Nullpunkt erreichen?
Nunächst einmal kann ein Stoff nicht nur den Nullpunkt erreichen, obwohl seine Teilchen noch Bewegungsenergie besitzen, sondern sie müssen am Nullpunkt sogar noch Bewegungsenergie haben. Würden sie nämlich bewegungslos an festen Gitterpunkten verharren, dann wäre Ort und Impuls gleichzeitig bestimmbar und das ist nach der Heisenbergschen Unschärferelation nicht möglich. Sie müssen also immer ein wenig herumzappeln. Aus der Quantenmechanik folgt daher, daß die Teilchen selbst am absoluten Nullpunkt noch eine sogenannte Nullpunktsenergie besitzen. Diese hat bei einem harmonischen Oszillator der Eigenfrequenz w den Betrag h*w/2. Da der Oszillator Energie nur in ganzzahligen Vielfachen von h*w austauschen kann, ist auch klar, warum er sein Nullpunktsenergie niemals los wird.
Ob es tatsächlich eine Flüssigkeit gibt, die man mis zum Nullpunkt abkühlen kann, ohne daß sie erstarrt, ist eine andere Frage. Meines Wissens trifft das für He3 zu welches bei Normaldruck nie im festen Aggregatzustand auftritt, weil es bei genügend starker Abkühlung zum Bose-Einstein-Kondensat wird.