物質は絶対零度(-273℃)までしか理論的に温度を下げることができないと、前に習いました。そして実際の実験では、絶対零度には到達していないと聞きました。現在は実験で何度まで温度を下げれるようになったのですか?また、絶対零度まで温度が下がるとどういった特殊な現象(超伝導とか)が起きるのでしょうか?もし、知っていることがあったら教えてください。また、そういった関係の面白い本、HPなどがあったら教えてください。

A 回答 (2件)

siegmund先生がおっしゃるとおり、過去にも「教えて!goo」では、いろいろと議論されていますね。


絶対零度は、-273.15℃です。
例えば、「実感できる程度の大きさの物質」を冷やすには
3He-4He希釈冷凍機が使われる場合が多く、90mK<-272.25℃>くらいまで冷やせます。実験機器は下記のページに写真が出ています。
http://nmr.mp.es.osaka-u.ac.jp/equip.htm

本当に「温度」だけを追求するときには、核断熱消磁法が用いられます。
http://www.s.kanazawa-u.ac.jp/phys/physics_MC/ul …
(siegmund先生の挙げられているページと同じ)
これは、本当に「絶対零度を実現させるための実験」という感じだと思います。
(絶対零度至上主義?)

最近流行りは、やはり2001年度のノーベル賞受賞した、
「レーザー冷却法」でしょう。
http://homepage2.nifty.com/forcedx/kagaku/gyou.htm

絶対零度まで行くと何がおこるか、わかりませんが。。。
絶対零度近くでは、ボーズ・アインシュタイン凝縮(超伝導や超流動もこの範疇に含まれる)が起ります。

 
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この回答へのお礼

参考になりました。ありがとうございました。

お礼日時:2002/01/15 16:23

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=147258
の議論をご覧下さい.
冷却手段については
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=27212
でかなりの議論がされています.

また
http://www.jssst.or.jp/jps/jps/butsuri/50th/nofr …(5)/50th-p323.html
http://www.s.kanazawa-u.ac.jp/phys/physics_MC/ul …
あたりはいかがでしょうか.
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この回答へのお礼

ありがとうございました。見てみます。

お礼日時:2002/01/15 16:19

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>部屋の最適温度、湿度は

    ↓
これは難しい質問ですね・・・
最適条件(快適度PMV)と言っても、年齢・性別・体質・外気温・シーズン(春夏秋冬)・地域・状態(運動中・睡眠中)・断熱状況・健康志向・省エネの観点他で随分と異なります。
さらに、温度で言えば絶対温度と体感温度の違いが有り、室内に限定しても高さによっては温度分布が床面と天井面では7~13℃くらい変化します。
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>部屋の最適温度、湿度は

    ↓
これは難しい質問ですね・・・
最適条件(快適度PMV)と言っても、年齢・性別・体質・外気温・シーズン(春夏秋冬)・地域・状態(運動中・睡眠中)・断熱状況・健康志向・省エネの観点他で随分と異なります。
さらに、温度で言えば絶対温度と体感温度の違いが有り、室内に限定しても高さによっては温度分布が床面と天井面では7~13℃くらい変化します。
さらに、風や湿度との関係で身体で感じる温度(体感温度)は湿度10%、風が0.7m/sで約1℃違います。

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気圧が高いとは、粒子が密集しており、温度が高く
気圧が低いとはその粒子がバラバラに動いており、温度が低い
これはあっていますか?


少しひっかかるのは、袋があるとし、その袋の中から外に押しているのが気圧ですか?
それとも、外から中に教えているのが気圧ですか?

教えてください。

Aベストアンサー

君の考え方にも,動画で見た先生の説明にも,少し無理というか考え違いの部分があります。

1.PV=nRT ・・・・・ この式は閉じられた空間での,乾燥した空気の話しです。
2.夏と冬との海陸の気圧差について,海洋における蒸発の問題が考慮されていません。
3.先生の説明では,冬に何故大陸に高気圧が出来るのか,海洋が低気圧になるのかの説明が不十分です。

1.は他の回答でも触れられています。あくまでも密閉された容器内での,気温と気圧の関係です。自由空間(蓋のない容器)では,下から暖められた空気は上方に逃げて行く為,気圧が下がって低気圧になっているように見えます。
2.夏の太平洋では,昼夜の平均で見れば,陸地よりも海水の方が温度が高く,その為蒸発量も海域の方が遙かに多くなります。湿った空気と乾いた空気を比べると,湿った空気の方が遙かに軽くなります。このため海域の空気は大きく膨張し対流を起こしますが,上昇できる高さには制限があります。上昇範囲の最高高度を『圏界面』と呼び,圏界面より下の対流可能な範囲を『対流圏』と呼びます。夏の太平洋では,膨張した湿った空気の勢力は四方八方へも広がります。これが太平洋高気圧の正体です。台風は,太平洋高気圧の周辺部の,気流の乱れやすい地域(陸地からの冷気と接触する部分)で発生します。
3.冬の陸地は対流(大気大循環のシステム)によって,偏西風帯が南下してくる為,冷気団を抱え込むことになります。海域では日射が弱まる為,夏ほどには高気圧が発達しません。その関係で日本付近には冷気が強く吹き出してくる訳です。

それから,『気圧』の定義についてですが,1.のような容器内ではなく,自由空間での圧力を考えます。『1平方cmあたりの地表面における空気の重さ』或いは『君の肩に掛かる1平方cmあたりの空気の重さ』と定義します。平均的な地表面付近の気圧=1気圧=1013hp はご存じでしょう。

気圧が高いとは、粒子が密集しており、温度が高く
気圧が低いとはその粒子がバラバラに動いており、温度が低い
これはあっていますか?

密閉容器内ではそう言う考え方も出来ます。別の考え方として,
密閉容器内では温度が高くなると,空気分子の熱運動エネルギーが高まり,分子同士の衝突が激しくなって,その結果として気圧が高くなる。逆に,冷えると運動エネルギーを失って気圧が下がる。・・・と考えます。
夏の太平洋高気圧は,非常に大きな密閉容器内での,大量に水蒸気を含んだ(熱エネルギー量の大きい)空気分子の「振る舞い」と,陸地での冷却・乾燥した大気の「振る舞いの結果」と理解しましょう。
解りにくい部分があったら,補足で質問してね。

君の考え方にも,動画で見た先生の説明にも,少し無理というか考え違いの部分があります。

1.PV=nRT ・・・・・ この式は閉じられた空間での,乾燥した空気の話しです。
2.夏と冬との海陸の気圧差について,海洋における蒸発の問題が考慮されていません。
3.先生の説明では,冬に何故大陸に高気圧が出来るのか,海洋が低気圧になるのかの説明が不十分です。

1.は他の回答でも触れられています。あくまでも密閉された容器内での,気温と気圧の関係です。自由空間(蓋のない容器)では,下から暖められた空...続きを読む

Q絶対零度って作れるんですか?

絶対零度って、摂氏でいうところの-273.15℃ですが、この温度を実際に作り出して確認したことってあるんでしょうか?
それとも、あくまで机上で導き出される数値でしょうか?
絶対零度が-273.15℃なのは間違いないでしょうが、実験装置か何かでこの温度を作ってみたりできるのでしょうか?

また、-273.15℃より低い温度というのはこの世に存在しないという見解で正しいでしょうか?
この広い大宇宙から粒子にいたるまで、”-274℃”というのは存在しないということでしょうか?

Aベストアンサー

現在、マイクロスケールで達成されているのはレーザー冷却などを組み合わせてナノケルビン(絶対零度から10億分の数度高い状態)オーダーです。今後、これに蒸発冷却を取り入れてもう一つオーダーを避ける試みが行われているところです。
巨視的スケールだと、断熱庄司によってミリケルビンオーダー(1/1000度)が限界ではないかと

絶対零度の達成は理論的にあり得ませんが、定義から計算することは可能です。

こういう話を簡単に纏めた本としては、ブルーバックスの「極限の科学」がぶっちぎりでおすすめ、質問者の疑問がほとんど書いてあります。
http://www.bookclub.kodansha.co.jp/bc2_bc/search_view.jsp?b=257669

Q部屋の温度が高い方が湿度は低くなりますか?

冬って、部屋の温度が高い方が湿度は低くなりますか?
であれば
部屋の温度を下げれば、湿度は高くなりますか?

Aベストアンサー

一般に湿度はその温度での飽和水蒸気量を100%としますから、
(理想的には)温度が下がると分子はそのままで分母が減るので、湿度は上がります。

実際には部屋の温度が一定なんて事はあり得ませんから、もう少し複雑なのですが。

Q絶対零度について

絶対零度-273.15℃だそうですが、今現在全ての物質(元素)が見つかっているわけでは無いのに何故絶対零度と言い切れるのでしょうか?。
物凄く重い元素が発見されて絶対零度でも熱運動している可能性は無いのでしょうか?。

Aベストアンサー

絶対零度はシャルルの法則から求められたものです。
気体は温度が下がるほど体積が減少するので、そこから逆算して体積が0になる温度を絶対零度としたわけです。
実際の気体は途中で液体や固体になるため、分子量の小さい気体の平均値から求められました。

なお、絶対零度でも分子運動が全くないわけではありません。
不確定性原理により、熱運動とは解釈されない微小な揺らぎをしています。
液体ヘリウムの超流動はこのために起こります。


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