Номер 3, страница 264 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Упражнения. Параграф 46. Температура и тепловое равновесие. Глава 7. Основы молекулярно-кинетической теории и термодинамики. Молекулярная физика и термодинамика - номер 3, страница 264.

Условие.

*3. Как вы думаете, можно ли измерить температуру, соответствующую 0 $K$? Объясните свой ответ.

Решение.

Измерить температуру, точно соответствующую абсолютному нулю ($0$ К), невозможно. Это следует как из фундаментальных законов термодинамики, так и из практических ограничений самого процесса измерения.

Во-первых, согласно третьему закону термодинамики (теореме Нернста), достичь температуры абсолютного нуля невозможно за конечное число шагов. Можно лишь асимптотически приближаться к этой температуре, но никогда её не достичь. В лабораторных условиях ученым удавалось охладить вещества до температур, очень близких к $0$ К (порядка нанокельвинов), но не до самого нуля. Таким образом, абсолютный нуль является теоретически недостижимым пределом.

Во-вторых, сам процесс измерения температуры предполагает тепловой контакт между измеряемым объектом и измерительным прибором (термометром). Для того чтобы измерение состоялось, система «объект-термометр» должна прийти в состояние теплового равновесия. Любой измерительный прибор сам обладает некоторой температурой выше $0$ К и, следовательно, внутренней энергией. При контакте с гипотетическим объектом, имеющим температуру $0$ К, прибор неизбежно передаст ему часть своей энергии, тем самым нагрев его. Таким образом, сам акт измерения сделает невозможным наблюдение температуры ровно в $0$ К.

Ответ: Нет, измерить температуру, соответствующую $0$ К, невозможно. Это запрещено третьим законом термодинамики, который утверждает, что абсолютный нуль недостижим. Кроме того, любой измерительный прибор при контакте передал бы энергию гипотетическому телу при $0$ К, тем самым повысив его температуру.