Por qué la temperatura no puede ser inferior a 0ºK, -273,2ºC?

Esta pregunta va dirigida a los físicos, yo soy geógrafo, debe ser algo relacionado con la energía cinética de las partículas del cosmos, no? Quiero decir que en el universo, fuera de la influencia de los planetas no se baja de -273,2ºC, en cambio las temperaturas pueden ser de 1 millón de grados en el centro del Sol.

La temperatura de un cuerpono es más que una medida de la energía de las partículas elementales que lo componen. En resumidas cuentas, de la velocidad a la que se mueven. Por lo tanto y en teoría, jamás podrán ir a menos de 0 m/s, o lo que es lo mismo, a menos de 0 K (-273,16ºC)
Nadie puede poner su coche a velocidades negativas. La velocidad es siempre positiva, en un sentido o el opuesto. 
Pero la cosa es peor en la naturaleza, no se puede alcanzar ni el cero absoluto, ya que significaría que no hay desorden o entropía, y significaría violar la segunda ley de la termodinámica. Traducido a idioma muy vulgar: Alcanzar la perfección física. 

Bueno, en primer lugar no tiene mucho sentido hablar de temperatura en el espacio, a presiones muy bajas, es decir, poca materia se diluye el concepto de 'temperatura'.

En cuanto a la posibilidad de alcanzar el cero absoluto, mmm vale, el Tercer Principio no lo contempla, si se violara habría que reeescribir la Termodinámica. Además a esa temperatura se pierde (o perdería) toda cohesión molecular por lo que la materia se desintegraría, y emitiría energía en este proceso con lo que la temperatura aumentaría.

No se tienen evidencias hoy en día de que esto pueda ocurrir, de hecho la Termodinámica a mi parecer es de las ramas de la Física que menos probabilidades tiene de ser reescrita.

La temperatura sí que puede tomar valores negativos en la escala Kelvin. Eso sí, la interpretación no es la que pudiéramos esperar,  ya que un sistema con una T < 0 K está más "caliente" que un sistema con T > 0 K. En estos casos hay que interpretar la variable temperatura T a través de la entropía S.

Para leer más: https://en.wikipedia.org/wiki/Negative_temperature

Esta pregunta va dirigida a los físicos, yo soy geógrafo, debe ser algo relacionado con la energía cinética de las partículas del cosmos, no? Quiero decir que en el universo, fuera de la influencia de los planetas no se baja de -273,2ºC, en cambio las temperaturas pueden ser de 1 millón de grados en el centro del Sol.

La temperatura sí que puede tomar valores negativos en la escala Kelvin. Eso sí, la interpretación no es la que pudiéramos esperar,  ya que un sistema con una T < 0 K está más "caliente" que un sistema con T > 0 K. En estos casos hay que interpretar la variable temperatura T a través de la entropía S.

Para leer más: https://en.wikipedia.org/wiki/Negative_temperature

Cita de: Gerard Taulé en Sábado 21 Noviembre 2015 00:00:46 am

Esta pregunta va dirigida a los físicos, yo soy geógrafo, debe ser algo relacionado con la energía cinética de las partículas del cosmos, no? Quiero decir que en el universo, fuera de la influencia de los planetas no se baja de -273,2ºC, en cambio las temperaturas pueden ser de 1 millón de grados en el centro del Sol.

Gracias por la aclaración, siempre va bien aprender cosas nuevas.

Además a esa temperatura se pierde (o perdería) toda cohesión molecular por lo que la materia se desintegraría, y emitiría energía en este proceso con lo que la temperatura aumentaría.

Pero.... aunque la temperatura del cero absoluto se alcance (movimiento cero), ¿por qué se debería desintegrar la materia? Eso es tan reduccionista como pensar que, aparte de la temperatura, no intervienen otras fuerzas, como la "nuclear fuerte" y la "nuclear débil"... o la gravedad, por poner ya las cuatro fuerzas (interacciones) fundamentales juntas...

No sé...... esa explicación me huele a "cuerno quemado"..........
Aunque claro, qué voy a decir yo que soy un puñetero analfabeto.........

Yo creo que 0ºK es la temperatura a la que no se produce "movimiento" de partículas, es decir, hablamos de desintegración material y energética, de naturaleza "muerta". Supongo que es un concepto complicado de comprender, al menos yo tengo dificultades porque no soy capaz de concebir un entorno en el que no existan electrones girando en torno a un núcleo, o donde no haya fotones irradiando.

En teoría, no debe existir ningún lugar del Universo donde se dé esta temperatura, porque debe ser un estadío irreversible, un punto de no retorno. La propia radiación de fondo debe producir algo de calor, aunque sean unas milésimas de grado.

Por cierto, vaya desde aquí mi reconocimiento a científicos de la talla de Kelvin, Lavoisier, Joule, Laplace... Ser capaz de investigar estas cosas en los siglos XVIII y XIX, desde un punto de vista mental y material, me parece toda una proeza.

Yo creo que 0ºK es la temperatura a la que no se produce "movimiento" de partículas, es decir, hablamos de desintegración material y energética, de naturaleza "muerta". Supongo que es un concepto complicado de comprender, al menos yo tengo dificultades porque no soy capaz de concebir un entorno en el que no existan electrones girando en torno a un núcleo, o donde no haya fotones irradiando.

En teoría, no debe existir ningún lugar del Universo donde se dé esta temperatura, porque debe ser un estadío irreversible, un punto de no retorno. La propia radiación de fondo debe producir algo de calor, aunque sean unas milésimas de grado.

Por cierto, vaya desde aquí mi reconocimiento a científicos de la talla de Kelvin, Lavoisier, Joule, Laplace... Ser capaz de investigar estas cosas en los siglos XVIII y XIX, desde un punto de vista mental y material, me parece toda una proeza.

Ojo,que a 0K las partículas si tienen energía,la energía mínima llamada energía de Fermi o del punto cero.

Cita de: Yeclano en Sábado 21 Noviembre 2015 23:12:44 pm

Yo creo que 0ºK es la temperatura a la que no se produce "movimiento" de partículas, es decir, hablamos de desintegración material y energética, de naturaleza "muerta". Supongo que es un concepto complicado de comprender, al menos yo tengo dificultades porque no soy capaz de concebir un entorno en el que no existan electrones girando en torno a un núcleo, o donde no haya fotones irradiando.

En teoría, no debe existir ningún lugar del Universo donde se dé esta temperatura, porque debe ser un estadío irreversible, un punto de no retorno. La propia radiación de fondo debe producir algo de calor, aunque sean unas milésimas de grado.

Por cierto, vaya desde aquí mi reconocimiento a científicos de la talla de Kelvin, Lavoisier, Joule, Laplace... Ser capaz de investigar estas cosas en los siglos XVIII y XIX, desde un punto de vista mental y material, me parece toda una proeza.

Ojo,que a 0K las partículas si tienen energía,la energía mínima llamada energía de Fermi o del punto cero.

Si y sólo si las partículas se comportan según la estadística de Fermi-Dirac.

Bueno, expondré un poco a grosso modo lo que sé del tema.

Digamos que para que exista la materia, tal y como la conocemos, es necesario que se establezcan enlaces entre los átomos, con sus neutrones y protones, y los electrones que giran alrededor de él; solo es posible que se establezcan estos enlaces mientras la nube de electrones "gire". Al igual que hay un estado de la materia denominado plasma, en el cual estos enlaces, por así decirlo, se "rompen", y los electrones "van a su bola" (podríamos hacer una comparación semejante con el Sistema Solar: si el Sol, o átomo, dejara de atraer a los planetas, o electrones, gravitatoriamente, o a través de las fuerzas nucleares, no podría existir el Sistema Solar, o materia...), existe otro estado que sucede cuando la temperatura CINÉTICA de las partículas (porque la temperatura como tal no es más que en la medida en que la partículas atómicas se mueven) tiende al cero absoluto, que es el estado condensado de Bose-Einstein, propia de los súper-fluidos gaseosos, por lo cual al apenas tener movimiento entre partículas, apenas hay rozamiento y por así decirlo, los fluidos fluyen de forma casi ideal o perfecta... Qué sucede de forma práctica en este estado? Pues que las partículas, al no moverse, al no tener rozamiento, al no interaccionar, pueden por así decirlo violar las leyes convencionales de la física, y si lo trasladáramos al mundo macroscópico, se podrían sentar dos personas en la misma silla, o, como ya se ha mencionado, la energía de las partículas, al no sufrir desgaste ninguno, tendería a infinito, que es la energía libre o energía del punto cero o energía del vacío (en realidad, nada ocupa espacio, no hay "materia", no hay gasto de energía, y por lo tanto, la energía potencial, en teoría, sería infinita...)

Por cierto, vaya desde aquí mi reconocimiento a científicos de la talla de Kelvin, Lavoisier, Joule, Laplace... Ser capaz de investigar estas cosas en los siglos XVIII y XIX, desde un punto de vista mental y material, me parece toda una proeza.

En eso creo que estamos todos de acuerdo
   

Ojo, que a 0ºK las partículas sí tienen energía, la energía mínima llamada energía de Fermi o del punto cero.

Precisamente por eso lo digo....