الصفر المطلق

2011 الطاقة و التفاعلات

گريس گوپر

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الكيمياء

يعرف معظم الناس مقياسي الحرارة الفهرنهايت والمئوي، حيث تقاس الحرارة بدرجة الفهرنهايت (°F) أو الدرجة المئوية (°C)، لكن العلماء

يستخدمون أيضاً مقياس كلفن، حيث تقاس درجة الحرارة بوحدات قياس كلفن (K) ويستخدم هذا المقياس فواصل متساوية في الحجم، كما هو الحال في ميزان الحرارة المئوي، إذ تساوي كل درجة واحد بالمئة من الفرق بين الدرجة التي يغلي عندها الماء النقي وينصهر عندها الجليد أيضاً. (وهذا يساوي تسعة أخماس الدرجة على مقياس فهرنهايت). لكن درجة الصفر على مقياس كلفن تمثل «درجة الصفر

المطلق». ويتجمد الماء على هذا المقياس عند الدرجة (273.15K) ويغلي عند الدرجة (373.15K). لكن، ما المقصود بالضبط بدرجة الصفر المطلق؟

عندما يبرد جسم ما، تتباطأ حركة جزيئاته إلى أن يصل إلى حد يصبح عنده التباطؤ أشد ما يمكن. يُطلق على هذه الدرجة، التي يكون عندها الجسم في أقصى درجة برودته (-459.67°F) أي: (-273.15°C)، اسم «درجة

الصفر المطلق»، ولقد طرح العلماء مفهوم الصفر المطلق للمرة الأولى من خلال دراسة الغازات. فعند تبريد الغاز، تنخفض درجة ضغطه. وتبلغ هذه العملية نهايتها عندما ينخفض الضغط في نهاية الأمر إلى الصفر بالنسبة للغاز المثالي نظرياً (انظر الصفحة 17)، علماً بأن أقل درجة حرارة ممكنة هي درجة الصفر المطلق. على الرغم من استحالة بلوغ درجة الصفر المطلق بدقة من وجهة النظر

العملية، لكن العلماء تمكنوا من تبريد المادة فوق درجة الصفر المطلق بجزء بسيط جداً من الدرجة. وعند هذا المستوى من درجات الحرارة المنخفضة جداً، تسلك المادة

سلوكاً غريباً للغاية