2010-05-17
org.kosen.entty.User@72d3d4b1
김지은(kimje6131)
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0캘빈 이하의 온도는 존재하지 않습니다.
0캘빈은 열에너지가 0이 되는 지점으로 그 이하가 존재하지 않는다고 하는데요.
정확한 메커니즘을 알고 싶습니다
감사합니다.
- 캘빈
- 절대온도
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각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변 1
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답변
이응신님의 답변
2010-05-18- 2
온도는 예전부터 내려오던 전통적인 방식에 의한 정의와 통계역학적인 방식에 의한 정의가 있습니다. 전통적인 방법은 '현상학적인 열역학'이라고 해서 잘 알려진 열역학 제0법칙이 있습니다. 0법칙에 의하면 서로 열역학적인 평형을 이루고 있을 때 평형을 나타내는 변수가 존재하고 그 매개변수를 '온도(temperature)'라고 정의하고 있습니다. 러시아 과학자들은 온도가 존재하는 사실을 가정(postulate)이라고 하는 사람도 있고, 공리(axiom)라고 말하는 사람도 있습니다. 온도는 열역학 제1법칙과 제2법칙으로 정의하고 있는데, 잘 알려진 정의는 열에너지의 변이가 엔트로피의 변화에 어떻게 나오느냐는 편미분으로 나타내는 것입니다. 쉽게 이해하려면 dU = T ds 의 의미를 유추하는 방법입니다. 운동에너지의 정의를 보면 dE = F dx 라고 하기 때문에 시스템의 내부 에너지 증가는 운동에너지의 힘에 해당하는 온도와 이동거리에 해당하는 엔트로피 증가와 곱하기에 해당한다는 사실과 비슷합니다. 온도의 정의는 통계역학을 이용하여 양자역학적인 사실에 입각하여 정의하는 방법이 있습니다. 절대온도 0도 부근에서는 양자역학에 따르면 운동에너지가 0이 되는 것이 아니라 영점에너지(zero point energy)라고 해도 최소한의 진동에너지가 있으므로 완전히 0이 되는 것은 아닙니다. 따라서 아무리 절대온도가 0도가 된다고 해도 물질을 구성하는 원자나 분자의 최소 진동에너지가 남아있으므로 운동에너지로 정의되는 온도는 0이 되지를 않습니다. 열역학 제3법칙을 보면 절대온도 0로 접근하면 물질의 엔트로피가 최소가 된다고 하고 있고 절대온도 0도는 얻을 수 없다라고 하고 있습니다. 더 자세한 내용은 열역학책이나 위키의 thermodynamic temperature를 찾아보면 잘 나와있습니다. >0캘빈 이하의 온도는 존재하지 않습니다. >0캘빈은 열에너지가 0이 되는 지점으로 그 이하가 존재하지 않는다고 하는데요. >정확한 메커니즘을 알고 싶습니다 >감사합니다.
감사합니다_