Ново решение на 120-годишния проблем с "абсолютната нула" показва, че Айнщайн е сгрешил

Ваня Милева Последна промяна на 19 юни 2025 в 00:00 193 0

Айнщайн

Кредит WikiImages from Pixabay
Айнщайн

Теоремата на Нернст – общо експериментално наблюдение, представено през 1905 г., че обменът на ентропия клони към нула, когато температурата клони към абсолютната нула – е пряко свързана с втория принцип на термодинамиката - принципът, който установява нарастващата ентропия на Вселената.

Професорът от Университета в Севиля Хосе Мария Мартин-Олала (José María Martín-Olalla) от Университета в Севиля. публикува ново решение на този 120-годишен проблем относно състоянията на материята при абсолютна нула, което опровергава предишното решение, предложено от известния учен Алберт Айнщайн.

Проблемът с теоремата на Нернст възниква през 1905 г., когато Валтер Нернст изучава
общите свойства на материята при температури, близки до абсолютната нула (-273°C). За тези изследвания Валтер Нернст е удостоен с Нобелова награда за химия през 1920 г.

Наречена теорема на Нернст, концепцията твърди, че абсолютната нула трябва да е недостижима, защото в противен случай би било възможно да се построи двигател, който, използвайки абсолютната нула като охлаждаща течност, би преобразувал цялата топлина в работа, което противоречи на принципа за увеличаване на ентропията.

Тази идея противоречи директно на общоприетата термодинамична идея за увеличаване на ентропията.

Айнщайн опровергава тази демонстрация, отбелязвайки, че теоретичният двигател не може да бъде построен на практика и следователно не представлява реално нарушение на втория закон на термодинамиката или на принципа за увеличаване на ентропията.

По този начин Айнщайн отделя теоремата от втория принцип на термодинамиката и я свърза с трети принцип, независим от втория. Тази идея сега е опровергана.

В изявление, в което обявява новия си подход, Олала посочва фундаментален недостатък в цялата дискусия. По-конкретно, той заявява, че основният проблем с термодинамиката е, че хората са склонни да мислят за температурата като "усещане" за топло или студено, а не като "абстрактно понятие за температурата като физическа величина".

"В дискусията между Нерст и Айнщайн температурата бе просто емпиричен параметър: състоянието на абсолютната нула се представяше от състоянието, при което налягането или обемът на газа ставаха близки до нула", обяснява Олала.

Всеки обратим двигател на Карно, работещ при T=0 трябва да се състои от едно двупосочно пътуване от дадено равновесно състояние E1 до E0 при cx = 0. След изчезването на cx , ентропията при T=0 се поставя на крайна стойност S. The European Physical Journal Plus (2025). DOI: 10.1140/epjp/s13360-025-06503-w

Вместо това Олала отбелязва, че вторият закон на термодинамиката предлага на учените "по-конкретна представа за естествената нулева температура".

"Идеята не е свързана с никакво усещане, а с двигателя, представен от Нернст, но който трябва да бъде виртуален", обяснява професорът. "Това променя радикално подхода към доказателството на теоремата".

С оглед на това, новото доказателство на Олала за теоремата на Нерст, публикувано в European Physical Journal Plus, подчертава двата "нюанси", пропуснати както от Нерст, така и от Айнщайн, които според него подкрепят първия и доказват, че вторият е сгрешил.

Първо, той казва, че "формализмът" на термодинамиката по същество изисква съществуването на теоретичния двигател на Нерст. Описаната машина обаче трябва да бъде виртуална, да не консумира топлина, да не произвежда работа и да не поставя под въпрос втория принцип. Олала казва, че "съчетанието" на тези два нюанса "ни позволява да заключим, че ентропийните обмени клонят към нула, когато температурата клони към нула (което е теоремата на Нерст), и че абсолютната нула е недостижима".

Тъй като новопредложеното решение, според което Нерст е бил прав, а Айнщайн – не, използва неконвенционален подход, то все още не е общоприето. За щастие, Олала казва, че публикуването на тази статия, в която излага собственото си решение, е "първа стъпка" към по-широка подкрепа за неговата концепция.

"Студентите от курса по термодинамика, който преподавам, бяха първите, които научиха за тази демонстрация. Надявам се, че с тази публикация демонстрацията ще стане по-известна, но знам, че академичният свят е много инертен."

Справка: Jos-María Martín-Olalla, Proof of the Nernst theorem, The European Physical Journal Plus (2025). DOI: 10.1140/epjp/s13360-025-06503-w

Източник: Thermodynamics revisited: Study solves 120-year-old problem and corrects one of Einstein's ideas, University of Seville

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Физика

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !