Absolut negativ temperatur

I Kina finns exempel på att man räknade med negativa tal redan under antiken. För det mesta så har dock matematiker under historien varit negativa när de har snubblat över idén med negativa tal.

 

Via Indien och muslimska världen så nådde idén fram till Europa där t.ex Fibonacci (1170-1250) accepterade negativa tal åtminstone inom ekonomin, där de kunde tolkas som skuld. De flesta kallade dock negativa tal för absurda.

 

När Leibniz uppfann den matematiska analysen så blev dock negativa tal en nödvändighet och folk började att acceptera dem.

 

John Wallis konstaterade 1656 att 1/a krympte mot noll när a växte mot oändligheten och att 1/oändligt blev noll. När a krympte mot noll så växte kvoten mot oändligheten. Ett delat med ett negativt tal borde därför bli större än oändligheten.

 

Euler kom fram till samma slutsats 1746. Både Wallis och Euler missförstods som att de menade att alla negativa tal var större än oändligheten.

 

Wallis hade faktiskt också uppfunnit tallinjen där alla positiva tal står skivna på ett streck, och han hade även dragit ut strecket åt andra hållet och skrivit de negativa talen där, på andra sidan om nollan. Tallinjen började tydligen inte användas i vanlig undervisning förrän efter andra världskriget.

 

1956 kom ett av de första vetenskapliga arbeterna om negativa absoluta temperaturer inom fysiken. Detta har alltså ingenting att göra med de negativa temperaturer som vi talar om till vardags.

 

Om man har ett system, som en partikel eller flera, som har en negativ temperatur, och det systemet kommer i kontakt med ett annat system med positiv temperatur, så kommer energi att flöda från systemet med negativ temperatur till systemet med positiv temperatur, oavsett hur varmt systemet med positiv temperatur än är.

 

Eftersom energi flödar från varmare system till kallare system så kan man alltså säga att negativa temperaturer är varmare än någon positiv temperatur, eller ”mer än oändligt varmt”.

 

Detta fungerar bara om man har en övre gräns för hur mycket energi ett system kan ha. Detta hittar man egentligen bara inom kvantfysiken. I klassisk fysik så finns inget liknande.

 

Teoretiskt så använder man sej av en temperaturskala som är en cirkel. Ena halvan är positiva temperaturer och andra halvan är negativa temperaturer. Bägge sidorna går från noll till oändligheten. Här blir verkligen alla de negativa talen större än oändligt liksom de även är mindre än noll, samtidigt. Den kommer inte från Wallis, Leibniz eller Euler, så jag undrar var den kommer ifrån?

 


Kommentarer

Kommentera inlägget här:

Namn:
Kom ihåg mig?

E-postadress:

URL:

Kommentar:

Trackback