Como assim zero absoluto? Zero não é simplesmente zero? Não em termos de medição de temperatura. Deve saber que existe um zero e a temperatura abaixo de zero, logo, o zero que em tese deveria representar a escala de temperatura mais baixa de todas está separado vários graus negativos da ausência total de calor em um objeto ou organismo.
Mas existe um limite de temperatura baixa? Há como alcançar a menor temperatura possível? Pergunta pertinente se considerarmos que não há um limite de temperatura superior, isto é, não há um limite de temperatura elevada, quente. O núcleo do Sol, por exemplo, chega a 15 milhões de graus Celsius. Em outras palavras: existe mesmo um zero absoluto?
Sim, existe, vamos mostrar neste post o número preciso que especifica a menor temperatura que representa o zero absoluto. Vamos explicar como é feita essa medição e o que ocorre com a matéria quando chega ao estado de zero absoluto.
Para se inteirar sobre essas questões envolvendo zero absoluto basta prosseguir na leitura.
Confira os tópicos abaixo!
O zero absoluto
Respondendo a uma das perguntas: sim, existe um limite de frio, de ausência de calor para se chegar. Esse limite foi descoberto tão logo se soube o que deveria ser calculado para fazer a medição.
O zero absoluto corresponde a – 237,15 C ou 0K. 0K? Nunca ouviu falar dessa escala de medida?
Bom, ela está diretamente relacionada com a medição do zero absoluto. O “K” faz referência a William Thompson, mais conhecido como Lord Kelvin. Foi este cientista que fez a descoberta de haver um limite de temperatura inferior e dessa forma constatar que há um zero absoluto.
Fazendo estudos e testes, Kelvin percebeu que quando uma alternância de temperatura com um gás, quando este passa por um resfriamento de volume constante, também conhecido como resfriamento isovolumétrico, na qual 0 Cº passa para -1 Cº há uma queda de pressão.
Mas não uma queda de pressão aleatória, mas específica, constante. A pressão cai 1/273 do valor inicial. Toda queda de temperatura apresenta como padrão a diminuição de 1/273 da pressão inicial.
Logo o cientista teve o entendimento de que se diminuísse a temperatura do gás até -273 C, a pressão praticamente deixaria de existir cessando, com isso, o movimento das partículas que compõe o gás.
Com esse raciocínio, descobriu-se que há um limite de temperatura baixa, limite este que é -273 C, chamado de zero absoluto, mas também de 0K, medição de temperatura baseada nos critérios de medição adotados por Lord Kelvin.
O que ocorre com um corpo ou objeto em zero absoluto?
Teoricamente, nesse estado, todas as moléculas, átomos e elétrons não teriam qualquer tipo de energia cinética ou relação entre si. Os átomos seriam todos paralisados, a agitação molecular seria completamente interrompida.
Em tal condição, as leis da física mudam de comportamento. Os átomos ficam muito próximo um dos outros. Estreitamento que ocorre até mesmo com gases como hélio e hidrogênio. Estes, por sinal, em estado de zero absoluto chegam a se tornar sólidos.
Algumas das características das moléculas nesse estado peculiar que é o de zero absoluto:
- Superconditividade;
- Superfluidez;
- Condensação de Bose Einstein.
Começando pelo primeiro. O estado de supercondutividade é o estado que o material já não consegue apresentar qualquer tipo de resistência elétrica. Exemplos de material desse tipo são as ligas de nióbio e titânio. Nessa condição, é possível criar um campo magnético capaz de levantar um imã.
A superfluidez configura-se um estado que não há resistência mecânica, desse modo é possível que um líquido subisse pelas paredes de um copo desafiando as forças da gravidade.
Já o condensado de Bose Einstein representa condição em que todas as partículas de uma matéria se condensariam como se fosse um átomo único.
É possível atingir o zero absoluto?
Mas se já não se conhece o limite da temperatura inferior, portanto, o número exato de zero absoluto essa pergunta não é uma estupidez? Não, uma coisa é descobrir o limite de uma escala de temperatura, outra é conseguir atingir esse número na prática.
Portanto, repetindo a questão: é possível um corpo ou objeto atingir o zero absoluto?
Por muito tempo considerou-se impossível alcançar o zero absoluto, no entanto com o avançar dos recursos tecnológicos descobriu-se formas de se atingi-lo. Uma das técnicas mais utilizadas para se alcançar esse resfriamento total é o resfriamento a laser.
Outra técnica é com a utilização de um gás superfrio feito com átomos de potássio.
O que ocorreria com uma estrutura orgânica se fosse submetida a essa escala de temperatura?
Alguns físicos partilhando das ideias do cientista alemão Albert Einstein sobre a relação de massa e energia, acreditam que a massa do corpo deixaria de existir. Essa teoria se baseia no princípio de energia de repouso elaborado pelo gênio alemão. Segundo a teoria de Einstein, um corpo que não tenha qualquer tipo de energia não pode ter massa.
Lembrando que uma das características da diminuição de temperatura observada por Kelvin é a queda de pressão e consequentemente o cessar gradual das partículas que compõem o gás. Átomos, moléculas, elétrons ficariam em estado total de repouso, não apontariam qualquer tipo de energia cinética ou qualquer tipo de interação entre as partes. Estagnação, imobilidade é sintoma inconfundível de falta de energia.
Considerações finais
Não existe um limite de medição de temperaturas elevadas, mas descobriu-se um limite para temperaturas inferiores. O limite é o zero absoluto.
Observando a queda de pressão do decréscimo de um grau para outro de um gás em resfriamento constante, o cientista Lord Kelvin identificou um padrão que o ajudou a calcular qual seria o zero absoluto.
Como há sempre uma queda de pressão de 1/273 nessa condição, avaliou que se levar a temperatura do gás até – 273 C, a pressão seria diminuída ao seu máximo paralisando as partículas do gás. O estado de interrupção total das partículas o cientista o classificou como o limite da temperatura baixa, o zero absoluto.
Nesse estado os objetos são submetidos a basicamente três efeitos:
- Supercondutividade;
- Superfluidez;
- Condensação de Bose-Einstein.
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