Zero absoluto

O zero absoluto é, teoricamente, a temperatura mais baixa possível. É a temperatura à qual a entropia atinge o seu valor mínimo. As leis da termodinâmica afirmam que o zero absoluto não pode ser alcançado usando apenas meios termodinâmicos. Um sistema em zero absoluto ainda possui a menor quantidade de energia possível, segundo a mecânica quântica.

O ponto zero de qualquer escala de temperatura termodinâmica, como Kelvin ou Rankine, é fixado no zero absoluto. Por convenção, o zero absoluto é definido como 0 K na escala Kelvin, e como -273,15 °C na escala Celsius. Isso equivale a -459,67 F° na escala Fahrenheit, e R 0 na escala Rankine . Cientistas já conseguiram temperaturas muito próximas do zero absoluto, onde a matéria exibe efeitos quânticos como a supercondutividade e a super fluidez. Em temperaturas próximas à 0 K, quase toda a atividade molecular cessa, para qualquer processo adiabático. Em tais circunstâncias, as substâncias puras podem (num ambiente controlado) formar cristais perfeitos, que são aqueles que não possuem nenhum ponto, ranhuras, ou quaisquer imperfeições.

Um dos primeiros cientistas a discutir a possibilidade de uma temperatura absoluta mínima foi Robert Boyle. O conceito era bem conhecido entre os naturalistas da época. Alguns sustentaram a teoria de quê uma temperatura mínima absoluta ocorria dentro da Terra. A questão de saber se existia um limite para mínimo da temperatura, e, em caso afirmativo, onde seria esse limite, foi abordado pela primeira vez pelo físico francês Amontons Guillaume, em 1702, enquanto trabalhava em seu termômetro de ar. Em seu instrumento, as temperaturas foram indicadas pela altura em que uma coluna de mercúrio foi sustentada por uma determinada massa de ar, com o seu volume variando de acordo com a temperatura do ambiente em que o instrumento fosse colocado.

Amontons, portanto, afirmou que o zero do seu termômetro seria a temperatura à qual o volume do mercúrio fosse reduzido a nada. Na escala que ele utilizou, o ponto de ebulição da água foi marcado em 73 e o ponto de fusão do gelo a 51, de modo que o ponto zero da sua escala foi equivalente a cerca de -240 °C. Um valor bem aproximado do atual, de -273,15 °C. Essa medição foi posteriormente melhorada em 1779, por Johann Heinrich Lambert, que observou que a temperatura de -270 °C poderia ser considerada como o zero absoluto. Posteriormente, Lord Kelvin concebeu que a escala da medição da temperatura deveria ser independente das propriedades específicas das substâncias, e ser baseada unicamente nas leis fundamentais da termodinâmica.

É bastante difícil colocar uma substância próxima do zero absoluto. A temperatura média do universo hoje é de, aproximadamente, 2,73 K, baseado na medição da radiação cósmica de fundo em micro-ondas. O zero absoluto, de fato, não pode ser alcançado, apesar de ser possível alcançar temperaturas próximas a ele, através do uso de ventiladores criogênicos, refrigeradores de diluição e da desmagnetização adiabática nuclear. O uso de resfriamento a laser também é efetivo, já tendo provocado temperaturas menores a um bilionésimo de Kelvin.

A temperaturas muito baixas, próximas do de zero absoluto, a matéria exibe muitas propriedades incomuns, incluindo a supercondutividade e super fluidez, além da condensação de Bose-Einstein. Para estudar tais fenômenos, os cientistas têm trabalhado para obter temperaturas ainda mais baixas. O atual recorde mundial foi estabelecido em 1999, com 100 picokelvins (PK), ou 0.000,000,000,1 de um kelvin, resfriando os giros nucleares em uma peça de ródio.

Fontes:
http://en.wikipedia.org/wiki/Absolute_zero
http://www.sciencedaily.com/articles/a/absolute_zero.htm

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