Wieso kann nichts kälter als -273°C sein?
10 Antworten
Weil es nicht ruhiger als still sein kann. Absolut ruhig.
Weil es nicht dunkler als finster sein kann. Absolut dunkel.
Weil man nicht langsamer sein kann als stillstehen. Absolut unbeweglich.
-273°C ist der absolute Nullpunkt. Punkt.
Der absolute Nullpunkt ist Natur. 0 K (null Kelvin)
Dass man dem auch -273°C sagt, ist menschliche Willkür.
Hallo stupid147,
der Zahlenwert des absoluten Nullpunkts der Celsius- Skala ist so krumm, weil der Temperaturnullpunkt nun einmal auf dem Gefrierpunkt von Wasser bei ca. 10⁵ Pa Druck – der allerdings auch nahe dem Tripelpunkt des Wassers liegt – und der gleichzeitigen Festlegung der 100°C- Marke auf seinen Siedepunkt beim selben Druck.
Dass Wasser erstarrt, heißt aber noch lange nicht, dass Materie bei 0°C keine thermische Energie mehr enthielte. Auch in Eis schwingen die Wassermoleküle noch – nur eben nicht so stark, dass das Gitter zerbrechen würde.
Übrigens darf man sich Moleküle, Atome und erst recht Elementarteilchen nicht als kleine "Dinger" vorstellen. Sie sind elementare Anregungen von Feldern und haben einen Wellencharakter. Beispielsweise müssen Elektronen im Atom eine Art stehende Welle bilden, deshalb sind nur diskrete (nicht kontinuierliche) Zustände möglich. Diese Art stehende Welle heißt ein Orbital.
Abb. 1: Elektron im Atom in 2 verschiedenen Zuständen, erstellt mit der App 'Electron Orbitals'; die Farben stehen für Phasen.
Dabei ist wichtig: Die (mittlere) Wellenlänge ist antiproportional zum (mittleren) Impuls des Teilchens, also ist sie auch umso länger, je kleiner die Energie ist. Gerade bei sehr niedrigen Temperaturen überlappen die Wellen, die für die einzelnen Atome oder Moleküle stehen, und dabei beeinflussen sie einander.
- Sind sie sog. Bosonen (was Atome als Ganzes sein können) neigen sie bei tiefen Temperaturen zu einer Art "Marschieren- im- Gleichschritt" und verhalten sich wie ein einziges.
- Sind sie sog. Fermionen, so stoßen sie einander ab bzw. zwingen einander in höhere Energiezustände, wie es auch die Elektronen in einem Atom tun (worauf übrigens die Vielfalt der Chemie beruht) und hätten selbst am absoluten Nullpunkt noch kinetische Energie.
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Die Antworten der Form "bei 0K bewegt sich nichts mehr" waren bereits gegeben. Diese Zustände waren sozusagen schon besetzt...😉
Das was wir als Wärme bezeichnen entsteht durch die Vibration von Atomen. Bei 0 Grad Kelvin oder -273,15 Grad Celsius vibrieren Atome nicht, weshalb es als die niedrigste Temperatur angesehen wird.
Weil eigentlich dort der null punkt ist, der null punkt wurde allerdings irdisch anhand den Punkt wo Wasser gefriert festgesetzt.
Aber Wasser friert ab 0°C wie kann das der Nullpunkt sein?
Es geht um die Zahl, normalerweise ist es an diesen Punkt wo Wasser gefriert 273,15 Grad im Galaktischen sinn. Der Null punkt liegt dort wo weder Licht noch bewegliche Frequenzen reichen. Um es aber irdisch zu vereinfachen hat man sich geeinigt den Null punkt auf Wasser zu definieren.
Du meinst, der Nullpunkt der Celsius- Skala wurde willkürlich auf den Gefrierpunkt von Wasser unter irdischen Normalbedingungen festgesetzt.
Ich weis nicht ob das willkür war. Willkür war die Reihenfolge der offiziellen Festlegungen durch bestimmte Begriffe. Auch wenn es Celsius schon früher gegeben hatte und Kelvin erst mit erweiterten Kentnisse festgelegt worden war, als man den kältesten Punkt ermitteln konnte - und das war ohne vorangeschrittene Technik noch nicht möglich, hatte man durch aus schon einen Gefrierpunkt.
Das ist alles komplitzierter wie es ist, denn der Abstand zwischen einen Grad zum anderen in Form von Wärme musste auch erst definiert und bestimmt werden.
Damals war es noch ein Thermomether der heutzutage nicht mehr als Wert gültig ist. Dort wurde anhand der Themperatur und der Wärmezufur die Ausdehnung von Ethanol einen Wert bestimmt. Wenn man dies also wie beim herkömmlichen Thermometer hernahm und bei einer Wärmezufur eine Ausdehnung beobachten konnte, konnte man das so wie heute nicht über einen bestimmten Teilwert bestimmen. Da es nämlich keine Bestimmung gab über den festgelegten Abstand bestimmter verschiedener Temperaturen. Sicher war man sich daher nur. das es einen Wert gab der Wasser gefrieren lässt. Ob 1 Grad wärmer auch damals genau Eins war ist mit sicherheit zu verneinen.
Nebenbei hat man allerdings auch daran herumgerätselt wie sich die Auswirkungen von absolut freier Wärmequellen verhalten. Die Suche nach den wirklichen Nullpunkt kam erst viel später, als es auch bessere Mess instrumente gab.
Im prinzip ist die Celsius Skala schon so eingewöhnt in uns, dass es ein wenig irritierend sich nun anhört, behaupte man das die eigentliche Wärmeskala nicht ab den Gefrierpunkt beginnt. Da man das aber mit modernerer Wissenschaft allerdings ausmachen konnte wurde ein zweiter Wert Kelvin (Der eigentlich der Richtige Wert - wenn es um Wärmeabsonderung geht - ist) hinzugefügt. Auch hier wurde allerdings der Wert nach und nach korrigiert, bis er letzt endlich passte.
Wenn man also das alles nun außer betracht lässt, kann man eben gut nach voll ziehen wenn jemand fragt warum nichts kälter sein kann als -273 Grad. Weil das eben der Nullpunkt ist ob Kelvin bezeichnung oder Celsius oder in 50 Jahren irgendwelch neueren korigierteren Bezeichnungen.
Hast du das jetzt ungefähr verstanden?
...kann man eben gut nach voll ziehen wenn jemand fragt warum nichts kälter sein kann als -273 Grad.
Kann ich auch. Ich habe nie behauptet, die Frage sei "dumm".
Ich habe Deine Aussage "...wurde ... irdisch anhand den Punkt wo Wasser gefriert festgesetzt" interpretiert.
...als man den kältesten Punkt ermitteln konnte - und das war ohne vorangeschrittene Technik noch nicht möglich,...
Man musste nicht stark abkühlen können. Man musste in der Lage sein, das Volumen eines Gases bei konstantem Druck in Abhängigkeit von der Temperatur zu bestimmen. Da konnte man schon früh einen linearen Zusammenhang feststellen.
Tatsächlich kann der absolute Nullpunkt nie erreicht werden. Der Absolute Nullpunkt ist der Punkt an dem sich nichts mehr bewegt und liegt bei rund -273°C also 0K.
Als wärme eines Materials verstehen wir deren innere Energie, das heißt die Summe aller Energien die in der ungeordneten Bewegung der mikroskopischen Bestandteile des Systems steckt z.b. das schwingen von Molekülen etc. Beim absoluten 0Punkt sind die Summe der Energien 0. Ab hier bewegt sich theoretisch nichts mehr. Man kann sich diesem 0 Punkt zwar annähern aber diesen nie erreichen.
Ich finde das recht beruhigend. denn egal wie tief du sinkst, es gibt immer noch Luft nach unten :D
Schöner Exkurs.
Aber wohl ein paar Orbitale bzw. Dimensionen neben dem Umfeld der fragestellenden Person.