Back to frontpage
Hét vraag- en antwoordplatform van Nederland

Zou je het absolute nulpunt ooit kunnen meten?

Stel, ik heb een thermometer die het zou kunnen meten, zou het dan ooit kunnen? Ik dacht zelf al dat alles op die temperatuur vast is, dus kan je nergens je thermometer instoppen.

Verwijderde gebruiker
10 jaar geleden
1.3K

Heb je meer informatie nodig om de vraag te beantwoorden? Reageer dan hier.

Het beste antwoord

Nee, je kan het absolute nulpunt niet bereiken. Niet volgens de klassieke natuurkunde, maar zeker niet volgens de quantumfysica: je kan de temperatuur wel willekeurig verlagen, maar niet helemaal nul krijgen.
Overigens blijven sommige stoffen nabij het absolute nulpunt vloeibaar. (Je zou wel kunnen betogen dat ze vast zouden zijn als je letterlijk op het absolute nulpunt zit, omdat dan geen enkel atoom meer mag bewegen, maar dat kan dus niet bereikt worden.)
Je kan evengoed wel het absolute nulpunt "meten". Je kan de energie meten, en die terug extrapoleren naar de temperatuur waar ie nul "zou zijn". Een beetje net zoals je ook de hoogte van een berg wel kan meten zonder dat je daadwerkelijk op het topje hoeft te kunnen komen, zal ik maar zeggen.
Overigens hoef je een thermometer niet per se ergens in te stoppen om tempreratuur te kunnen meten. Je kan bijvoorbeeld het spectrum van de zwarte-lichaams-straling opmeten, en daaruit de temperatuur afleiden. Daarvoor maak je slechts gebruik van wat er uit het systeem komt aan licht, maar je stopt er niks in.
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
10 jaar geleden
Cryofiel
10 jaar geleden
We waren tegelijjk aan het typen... Zo te zien zijn we het behoorlijk met elkaar eens!
Ozewiezewozewiezewallakristallix
10 jaar geleden
Of je plaatst je thermometer in het materiaal wanneer het nog een hogere temperatuur heeft en nog niet (geheel) vast is.
Voor de werking van een klassike thermometer is het immers noodzakelijk dat deze de zelfde temperatuur heeft als het de meten stof. Dan kun je net zo goed de thermometer meenemen in het afkoelingsproces.
Ozewiezewozewiezewallakristallix
10 jaar geleden
@ Cryofiel
Plusje voor jullie allebei dan :-)

Andere antwoorden (2)

Je hoeft je thermometer er niet in te stoppen. Je kunt hem er ook tegenaan drukken. Of je stopt de thermometer er al in voordat je het spul afkoelt, en begint daarna pas met koelen.

Maar dat is allemaal het probleem niet. Het probleem is dat niets een temperatuur van het absolute nulpunt kan hebben.

In de quantummechanica kennen we namelijk het onzekerheidsprincipe (van Heisenberg). Dat houdt in dat fundamentele grootheden als plaats, impuls, en ook energie, niet met volledige zekerheid bepaald kunnen worden.

Dit onzekerheidsprincipe is geen beperking aan onze meetapparatuur; het is een kenmerk van de materie. Neem als voorbeeld een elektron. De plaats waar dat elektron zich bevindt, is onzeker vanwege het onzekerheidsprincipe. Wij zijn dan geneigd te denken dat het elektron op één bepaalde plek IS maar dat wij dat niet goed kunnen meten. Het elektron IS dan ergens, maar onze meting is niet 100% nauwkeurig.

Maar zo is het niet. In werkelijkheid kun je niet zeggen dat het elektron ergens IS. Zijn positie is fundamenteel onzeker. Het is "overal een beetje". Wel is het waarschijnlijker dat je het op de ene plek zult aantreffen dan op de andere plek, maar ondanks dat is het altijd "overal een beetje".

Wat heeft dit nu met het absolute nulpunt te maken? Wel, iets met een temperatuur van het absolute nulpunt heeft een thermische energie van nul. Exact nul. En dat mag niet, van het onzekerheidsprincipe. De energie kán dus niet exact nul worden. Wel heel laag, maar er *moet* onzekerheid zijn, dus exact nul is onmogelijk.

Daardoor kan geen enkel voorwerp, of zelfs maar een elementair deeltje, ooit worden afgekoeld tot exact het absolute nulpunt.
 
(Lees meer...)
Cryofiel
10 jaar geleden
Verwijderde gebruiker
10 jaar geleden
Tja, met de quantummechanica onder de arm is geen enkele vraag meer te beantwoorden.
Zelfs een vraag of een temperatuur van 100 K mogelijk is moet dan ontkennend worden beantwoord. Er is namelijk altijd wel een cijfer achter de komma te ontdekken ongelijk aan 0.
Verwijderde gebruiker
10 jaar geleden
@Henk. Een systeem van 100 K is wel in principe te realiseren (ook al is dat in de praktijk niet exact haalbaar). Een systeem van 0 K is ook in principe niet te realiseren. Dat is toch wel een verschil. Overigens zijn die links in jouw antwoord wel interessant! Eigenlijk zouden we beter zeggen dat een systeem met nul energie niet bestaat. Of dat er geen minimum is aan de warmte (of geen maximum in "koudheid"). Dat is wat ik hierboven eigenlijk bedoel. En vermoedelijk de vraagsteller ook. ;-)
http://en.wikipedia.org/wiki/Negative_temperature
Merci voor de correctie!
Cryofiel
10 jaar geleden
Met die negatieve temperaturen is het oppassen geblazen. Gewone materie kan geen negatieve temperatuur bereiken. Sommige systemen kunnen dat wel. Maar dat kan alleen als je de temperatuur niet op de "normale" manier bekijkt, maar in plaats daarvan de officiële definitie gebruikt. Dat heeft te maken met energie en entropie. Bij normale systemen (en bij gewone materie) neemt de entropie (zeg maar: de wanordelijkheid) toe wanneer je energie toevoegt. Zulke systemen hebben een positieve temperatuur. Als echter de wanordelijkheid juist afneemt wanneer je energie toevoegt (of andersom: als de wanordelijkheid toeneemt wanneer je energie aan het systeem onttrekt), dan heeft zo'n systeem volgens de officiële definitie een negatieve temperatuur. In de praktijk blijkt dat zulke systemen juist erg veel energie bevatten. Als je 'temperatuur' meer intuïtief bekijkt, als een hoeveelheid energie, dan zijn systemen die een negatieve temperatuur hebben juist gigantisch heet.
Verwijderde gebruiker
10 jaar geleden
@Henk 100K betekent iets tussen de 99,5K en 100,4K, dat lijkt mij een redelijk goed haalbare marge :-). Juist vanwege dingen zoals onzekerheid (fundamenteel en door meetfouten) zijn significante cijfers zo belangrijk.
Het is normaal gesproken uitermate lastig om het absolute nulpunt te bereiken, even los van de quantummechanica. Je zult merken dat je steeds meer energie in je installatie moet stoppen om de temperatuur te kunnen verlagen.

Maar er zijn trucks....

Toegevoegd na 8 minuten:
Niet trucks maar trucs...

Toegevoegd na 4 uur:
http://www.volkskrant.nl/vk/nl/2672/Wetenschap-Gezondheid/article/detail/3371825/2013/01/04/Het-kan-kouder-dan-het-absolute-nulpunt.dhtml
(Lees meer...)
Bronnen:
Verwijderde gebruiker
10 jaar geleden

Weet jij het beter..?

Het is niet mogelijk om je eigen vraag te beantwoorden Je mag slechts 1 keer antwoord geven op een vraag Je hebt vandaag al antwoorden gegeven. Morgen mag je opnieuw maximaal antwoorden geven.

0 / 2500
Gekozen afbeelding
+