絶対零度

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絶対零度(ぜったいれいど、Absolute zero)とは、絶対温度における 0 度で、0 Kと表される。セルシウス度で表せば −273.15 ℃、ファーレンハイト度で表せば −459.7 °Fである。

熱力学では最低温度。統計力学では 0 K未満の負温度が存在する。

概要[編集]

温度は、物質熱振動をもとにして規定されているので、下限が存在する。それは、熱振動(原子の振動)が小さくなり、エネルギーが最低になった状態である。この時に決まる下限温度が絶対零度である。古典力学では、エネルギーが最低の状態とは、原子の振動が完全に止まった状態である。

ただし量子力学では、不確定性原理のため、原子の振動が止まることはなく、エネルギーが最低の状態でも零点振動をしている。

熱力学第三法則によれば、ある温度(0 Kよりも大きい温度)をもった物質を、有限回の操作で絶対零度に移行させることはできない。

絶対零度に近い極低温では、より温度の高い状態では見られない現象がいくつか知られる。それらを扱う分野を低温物理学という。

歴史[編集]

ギヨーム・アモントンは温度計の研究の際に、気体の温度と圧力の関係を調べて、空気の温度を下げていくと、ある温度で圧力がゼロになるはずだとの判断を得た。彼はその温度を −240 ℃ と推定した。彼は、圧力がマイナスの値をとれないことから、温度に何らかの下限があるのだと考えた。後にジャック・シャルルジョセフ・ルイ・ゲイ=リュサックがこれをさらに進めてシャルルの法則を発見し、このときに絶対零度は −273 ℃ であることが示された[1]

脚注[編集]

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  1. ^ メンデルスゾーン/大島(1971)、p.17-18.

参考文献[編集]

  • K.メンデルスゾーン/大島恵一訳、『絶対零度への挑戦』、(1971年)、講談社(ブルーバックス)

関連項目[編集]