절대온도 -273도보나 낮아지면 물질은 어떻게 되나요?
절대온도 -273도보나 낮아지면 물질은 어떻게 되나요?
우리가 배울때 이 절대온도 이하로 안내려가는 것으로 알고 있었는데...
새롭게 그 이하도 있다고 하네요.
안녕하세요. 정연관 과학전문가입니다.
샤를의 법칙에 의하여 물체의 부피는 온도가 1도씨 변화할때 약 1/273씩 변화합니다. 온도가 올라갈수록 부피는 커지고 온도가 내려갈수록 부피는 작아집니다.
섭씨 -273도(절대온도 -273도는 틀린 용어입니다. 실제로 절대온도는 마이너스값이 존재하지 않습니다)에서는 샤를의법칙에 의해 부피가 0에 수렴하게 됩니다. 엄밀히는 섭씨 -273.15도에서 부피가 0에 수렴하는것이죠. 즉 물체는 사실상 존재하지 않는다고 보셔야 하갰네요. 그리고 섭씨 -273도 이하는 -273.15도를 말씀하시는 것 같네요.
추가로 문의사항 있으시면 댓글 남겨주세요. 감사합니다.
절대온도 -273.15℃를 제로점으로 하는 절대온도 척도는 켈빈(Kelvin) 척도입니다. 따라서, 물질이 -273.15℃보다 낮은 온도로 냉각되면, 물질의 분자운동이 완전히 멈추게 되어 열역학적으로는 절대적인 영도(absolute zero)에 도달하게 됩니다.
이러한 상태에서 물질은 매우 극도로 얼어붙어 있으며, 고체 상태로 존재합니다. 또한, 이러한 상태에서는 대부분의 물질이 비정상적인 물리적 특성을 가지게 됩니다. 예를 들어, 대부분의 기체는 -273.15℃ 이하에서 압축되면 액체 상태가 되지 않고 고체로 유지됩니다.
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
우리 우주에존재하는 모든물질들은 절대영도 이하로 내려갈 수 없습니다. 내려간다면 부피가 마이너스가 되어야하지만, 우리 우주에 존재할 수 없는 물질이됩니다.
감사합니다.
안녕하세요. 지경향 과학전문가입니다.
-273도가 되면 부피가 0이 되는데 -273이하로 내려가면 아예 물질 자체가 존재하지 않게 되겠죠
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
절대온도는 섭씨 온도 스케일의 0점인 절대영도에서부터 측정되는 온도입니다. 절대영도는 모든 분자의 운동이 완전히 멈추는 영도로 정의되어 있으며, 이 온도를 0K(켈빈)라고 부릅니다.
따라서, -273도보다 낮은 온도는 존재하지 않으며, 이보다 더 낮은 온도는 불가능합니다. 이를 역으로 이야기하면, 더 낮은 온도는 모든 물질이 0K에 도달했을 때밖에 존재할 수 없다는 것을 의미합니다.
0K에 도달하면 모든 분자의 운동이 완전히 멈추어 버리기 때문에, 물질은 고체상태로 존재하며 아주 이상적인 무한정도의 경도를 가지게 됩니다. 따라서, -273도보다 낮은 온도로는 물질의 상태나 특성을 예측할 수 없습니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. -273도를 절대온도라고 부르며, 이를 절대영도(Kelvin scale)라고도 합니다. 이는 영도 또는 섭씨온도와 달리 절대적인 온도 척도로서, 물질의 분자운동이 완전히 멈추는 온도입니다. 따라서 이보다 더 낮은 온도는 존재할 수 없습니다.
따라서, -273도 이하로 물질을 냉각시키면 분자운동이 멈추고, 물질은 매우 얼어붙게 됩니다. 이러한 상태에서는 물질의 물성이 크게 변화하게 됩니다. 예를 들어, 액체가 고체로 변할 수 있으며, 기체가 액체로 혹은 고체로 변할 수도 있습니다.
또한, -273도 이하로 냉각시키면 물질의 화학적 특성도 바뀔 수 있습니다. 예를 들어, 액체 수소는 이 온도에서 분자간의 결합이 매우 강해져 고체가 되며, 고체 수소는 매우 저항이 적은 전도체로써 새로운 물성을 갖게 됩니다.
그러나, 현재까지는 이러한 극저온도에서 물질을 다루는 기술적인 한계가 있기 때문에, 이보다 더 낮은 온도에서 물질이 어떻게 변화하는지에 대해서는 아직 많은 연구가 필요합니다.
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.
절대온도는 물질의 특이성에 의존하지 않고 눈금을 정의한 온도로 컬빈경이 1848년 정의하는 데에 특정 물질이나 두 기준점이 필요한 섭씨나 화씨 말고 어떤 기준에 따라 변하지 않는 절대적인 온도 기준을 세우자고 제안해서 나온 단위가 절대온도로 0K는 섭씨 -273.15도로 정의했습니다.
고전역학에서 0K는 물질이 가진 에너지가 전혀 없는 상태를 뜻하기 때문에 0K보다 작은 온도는 있을 수 없다는 것이 맞았지만, 양자역학의 태동 이후 0K 그 자체도 불확정성의 원리에 위배됨에 따라 자연계에서 존재할 수 없음이 밝혀졌으며 , 실험적으로 도달한 최저온도는 2021년 보스.아인슈타인 응집된 루비듐의 물질파 렌즈를 이용한 38pK 입니다
