 |
19-10-2007, 22:03
|
|
|
|
חבר מתאריך: 31.03.02
הודעות: 400
|
|
מי שאמר לך שבריק ה"חום" לא יכול לברוח לא בדיוק צודק. החומר "יתקרר" בסוף ע"י פליטת קרינה אלקטרומגנטית. האור שנפלט מהברזל המחומם הוא קבוצת תדרים מסויימת של קרינה כזאת, ונפלטת כתוצאה של איבוד אנרגיה קינטית ע"י חלקיקי החומר. במילים אחרות, עצם העובדה שהברזל פולט אור מראה על איבוד האנרגיה שלו.
בוא נגיד תשים תא פוטואלקטרי כדי לייצר חשמל מהברזל המחומם. אתה תצליח לייצר קצת חשמל עד שהפליטה מהברזל תדעך ולבסוף תפסק. אחרי שפליטת האור תפסק, הטמפרטורה שלו גם תרד.
נכון, בריק מוחלט, אכן לא יהיה מגע תרמי (של חום) בין הברזל לעצם אחר, למרות שכמובן עדין תהייה "בריחה" של אנרגיה על ידי קרינה אלקטרומגנטית. אבל, לעצם הסבר בלבד (ותיכף אסביר לך למה גם זה לא נכון), בוא נגיד שאין יותר קרינה אלקטרומגנטית מהעצם, והוא נשאר "חם" בטמפרטורה מסויימת. אז הרי שמתי שתרצה להשתמש באנרגיית החום, למשל כדי לחמם משהו אחר, אתה תיצור מגע תרמי בין הברזל המחומם לעצם האחר שאותו תרצה לחמם, ולכן העצם השני יתחמם, בעוד שהברזל יתקרר, ובסוף, אם לא תעצור את התהליך לפני סיומו, תגיע המערכת לאיזון תרמודינאמי.
עכשיו, חוזרים בחזרה לטענה שבריק מוחלט עצם ישאר באותה הטמפרטורה כל עוד לא תיצור מגע תרמי עם עוד עצם. אף פעם לא חשבתי על זה לעומק, ומצאתי את הטענה הזאת די מעניינת, ולכן בדקתי קצת בוויקיפדיה. אצרף להלן ציטוט קטן מהוויקיפדיה האנגלית, ואח"כ אנסה לתרגם את הציטוט לאנגלית. קודם, הינה הציטוט:
"It is possible to use the zeroth law definition of temperature to assign a temperature to something we don't normally associate temperatures with, like a perfect vacuum. Because all objects emit black body radiation, a thermometer in a vacuum away from thermally radiating sources will radiate away its own thermal energy; decreasing in temperature indefinitely until it reaches the zero-point energy limit. At that point it can be said to be in equilibrium with the vacuum and by definition at the same temperature. If we could find a gas that behaved ideally all the way down to absolute zero the kinetic theory of gases tells us that it would achieve zero kinetic energy per particle, and thereby achieve absolute zero temperature. Thus, by the zeroth law a perfect, isolated vacuum is at absolute zero temperature. Note that in order to behave ideally in this context it is necessary for the atoms of the gas to have no zero point energy. It will turn out not to matter that this is not possible because the second law definition of temperature will yield the same result for any unique vacuum state."
תירגום: "אפשר להשתמש בהגדרת הטמפרטורה של החוק האפסי של תרמודינמיקה כדי להקצות טמפרטורה גם למשהו שאנחנו בד"כ לא מיחסים לו טמפרטורה, כגון ריק מוחלט. בגלל שכל אובייקט פולט קרינת "גוף שחור", מד-חום (תרמומטר) בריק אשר מרוחק ממקורות קרינה תרמית יפלוט את האנרגיה התרמית של עצמו, תוך כדי זה שהוא ינמיך את הטמפרטורה של עצמו עד שיגיע לגבול האנרגיה שלו (המונח כאן יותר מסובך, אבל קשה לי לתרגם אותו לעיברית, והסבר כזה מפורט לא נדרש פה - אם אתה מתעניין בנושא, תקרא את תורת התרמודינמיקה לעומק). בנקודה זו - ניתן להגיד שהעצם נמצא באיזון עם הריק ולפי ההגדרה, גם באותה הטמפרטורה."
אני לא אתרגם את שאר הפיסקה, אבל בקיצור נאמר שבמצבים אידיאליים הטמפרטורה של כל גוף תרד לאפס המוחלט בריק מוחלט ללא מקורות קרינה תרמית. במצבים לא אידיאליים עדין תשאר קצת אנרגיה לכל חלקיק, אבל פה צריך להכנס קצת למתמטיקה די מתקדמת כדי להבין בדיוק מה קורה. אבל בכל מקרה, כל זה נוגע לריק מוחלט, מה שלא קיים בעולם האמיתי.
בקשר לחללית והחלל בכלל, גם כאן ההסבר הוא די פשוט. הטמפרטורה בחלל העמוק היא נמוכה. נכון, צפיפות החומר בחלל הרחוק היא נמוכה, אבל עדין באופן כללי המצב רחוק מלהיות ריק מוחלט, והטמפרטורה הממוצעת בחלל העמוק עומדת על כ2 קלווין (שוב, המספר הזה לקוח מוויקיפדיה). ז"א שכל עצם בטמפרטורה יותר גבוהה, למשל החללית, "ירצה" לרדת לאותה הטמפרטורה כדי להגיע למצב של איזון תרמי. מכאן לא מפתיע שכאשר מקור האנרגיה החשמלית על החללית אזל, אזי שהיא החלה להתקרר.
אני מקווה שזה עזר לך להבין כמה דברים.
|
|
ראשי
צ'אט
הזרם החשמלי גורם לחוט להתחמם לטמפרטורה גבוהה, מה שגורם לו לפלוט קרינה אלקטרומגנטית. אך הקרינה הזאת נפלטת באורכי גל רבים, ורק פחות מ1% מכל הקרינה היא באורך גל של האור הניראה (ולכן היעילות של נורת להט היא פחות מאחוז אחד). מעטפת הזכוכית של המנורה, וגם עצמים קרובים אליה, סופגים את הקרינה ומתחממים.
):
מצב כלאיים
