절대영도'란 무엇이며 왜 도달할 수 없는 것으로 알려져 있나요?

Question

절대영도'라는 용어를 들어본 적이 있습니다. 이는 온도의 절대적인 최저치를 의미하는 것으로 알고 있는데, 그 정확한 정의와 원리에 대해 궁금합니다. 또한, 왜 절대영도는 현실에서 도달할 수 없는 것으로 알려져 있나요? 이에 대한 과학적인 설명과 그 배경을 좀 더 자세히 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.

절대영도는 열역학적으로 생각할 수 있는 최저 온도로 절대온도 0K를 말하며 섭씨온도로는273.15℃에 해당합니다.

양자역학에 의하면 불확정성원리에 따른 에너지가 완전하게 확정되어 있는 계는 시각의 불확정성이 무한대가 되며, 통계역학적으로 절대영도일 때 에너지는 완전히 확정되어 있으므로 절대영도에 도달하려면 무한대의 시간이 필요하여 실험적으로는 도달할 수 없습니다.

절대온도 0K를 말합니다. 섭씨온도의 －273.15℃에 해당하죠. 열역학 제3법칙에 의하면 0K 상태에서는 엔트로피가 0이라고 합니다.

또한 동일한 물질이 서로 다른 상태 사이에서의 전이가 등온 변화로 일어나거나 열평형 상태일 때, 절대온도가 0K에 도달하거나 0K이면 계의 엔트로피 변화가 0에 접근하거나 0이 된다는 열역학 제3법칙인 네른스트-플랑크의 원리에 의하면, 보통 유한한 온도상태에서는 절대영도 상태에 도달할 수 없는 것으로 알려져 있습니다.

감사합니다.