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絶対零度
siegmundの回答
- siegmund
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○ Umada さんの言われるとおり,Nernst の定理(Nernst-Planck の定理とも言われる)で, 有限回の熱力学的操作では絶対零度には到達できないことが示されています. ○ エネルギーは原点の選び方に任意性がありますから, エネルギーで議論するのはあまりよい議論ではありません. Nernst の定理の議論ではエントロピーが使われます. ○ 理想気体の pV=nRT はどんな温度にも適用できるわけではありません. 相互作用の全くない粒子系から出発して 量子統計力学的に理想気体の状態方程式を導く過程で, 「高温近似」をおこなっています. したがって,理想気体の方程式を用いて絶対零度の到達可能性を論じることは 正確な議論にはなりません. このことは,現実の物質が温度を下げると液体や固体になることとは別の話です. こちらは,分子間の相互作用に起因します. 結論的には jun1038 さんのご指摘と同じことですが, その理由は異なることにご注意下さい. ○ 絶対零度で物質の振動が全くなくなってしまうことはありません. 静止してしまう(場所確定,運動量がゼロに確定)と, 量子力学の不確定性原理に違反します. 実際,簡単なモデルで絶対零度でも分子振動などがあることを示すことができて, その振動は零点振動と呼ばれています. ○ furu007 さんの言われるように,何か測定しようとすれば必ず対象物質の状態を 乱すことになります. jun1038 さんの熱放射を測定する方法(Stefan-Boltzmann 則の応用)は 確かに非接触型の測定ですが, 対象物を乱さないことにはなりません. 測定器も熱放射をしていますので, 対象物から放射を受けようとすれば測定器の熱放射も対象物に到達し, 対象物の状態を乱すことになります.
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