¿Qué es el cero absoluto?

Nebulosa Boomerang, uno de los lugares más fríos del Universo conocido con -272,15ºCEl cero absoluto es el cero en la escala Kelvin, el equivalente a -273,15º C, pero… ¿qué significa? ¿la ausencia de calor? ¿la temperatura más baja posible?

Primero es necesario distinguir entre energía interna, calor y temperatura, para aclarar ideas. El calor La energía interna es la energía que una sustancia contiene en su interior debido al hecho de que sus átomos y moléculas están en movimiento. El calor es el flujo o transferencia que se da de forma espontánea entre dos cuerpos de diferente energía interna. Y la temperatura es un concepto inventado por el hombre para asignar un número a esa energía, de manera que podamos comparar o establecer aumentos o disminuciones.

Así, cuando decimos que aumenta la temperatura de una sustancia, que se calienta, lo que decimos realmente es que sus átomos y moléculas se mueven más rápido porque se le ha añadido energía calorífica. Y cuando decimos que la temperatura disminuye, que la sustancia se enfría, lo que decimos realmente es que sus átomos y moléculas se mueven más lentamente porque pierden energía calorífica.

Tanto la escala Celsius como la Fahrenheit nos proporcionan una medida de esa variación energética, pero no marcan sus límites referidas a ese movimiento molecular, sino a otros fenómenos. Por ejemplo, la escala Celsius tiene el 0 en el punto de congelación y 100 en el punto de ebullición del agua. Y la Fahrenheit cifra esos mismos sucesos físicos en 32 y 212 grados. La esencia del problema es que ninguna de las dos escalas de temperatura contempla el cero de contenido calorífico, la total ausencia de calor.

Lord Kelvin (1824-1907), aristócrata y científico británico, preparó una escala de temperaturas que comienza en la nada de calor, en la situación en que una sustancia es tan fría como puede llegar a ser, en el cero absoluto. Cuando los átomos y las moléculas de la sustancia dejan de moverse por completo y no hay ninguna energía calorífica.

 

 

Nota sabionda: En realidad el movimiento atómico y molecular no se detiene del todo en el cero absoluto. Según la mecánica cuántica siempre queda una pequeña porción de energía residual, llamada energía de punto cero, para poder así cumplir el principio de indeterminación de Heisenberg. El cero absoluto no puede ser alcanzado aunque se han realizado experimentos que se han acercado a unas billonésimas de grado de él.

Nota sabionda: Según la teoría a esa temperatura un gas se solidificaría y se encogería tanto con el frío que llegaría a desaparecer.

Nota sabionda: A temperaturas cercanas al cero absoluto se dan fenómenos especiales en la materia, como son la superconductividad y la superfluidez.

www.sabercurioso.es

36 comentarios

  1. Pingback: meneame.net
  2. Y qué pasa si se baja aún más?

    • pues simplemente seguiria bajando

    • No se puede bajar del cero absoluto, puesto que el 0 absoluto es la total ausencia de movimiento de moléculas en un objeto, entonces para bajar la temperatura de un objeto en 0 absoluto se debería hacer que las moléculas se muevan menos y ¿cómo puedes disminuir movimiento de algo que no tiene movimiento? NO SE PUEDE. Saludos 🙂

  3. Bueno el artículo, pero creo que confundiste el término de calor con el de energía interna. Calor es el flujo o transferencia de energía que se da, de manera espontánea, de un cuerpo de mayor de temperatura a uno de menor temperatura. En ese sentido, me parece que los cuerpos no contienen calor, sino energía interna que es la suma de las diferentes energías que tienen los átomos, como energía de traslación, rotación o de vibración.

    Y la pregunta anterior, creo que se refiere a si la temperatura es menor que 0 K, bueno, considerando de una manera simplificado que la temperatura es una medida de cuan rápido se mueven los átomos de un cuerpo. Como se mencionó, o bien consideramos que 0K no hay ya movimiento (y por tanto no hay menor temperatura que aquella en la q no hay movimiento) o bien a 0K hay movimiento (ya que si no lo hubiese se podría determinar la velocidad -que cero- y la posición de la partícula) que permite que se cumpla el principio de incertidumbre, entonces, una temperatura menor al cero absoluto reduciría ese movimiento esencial para que se cumpla el principio.

    Por cierto, muy buenos los posts, siempre reviso el blog. Saludos

  4. Y, como supieron que esa temperatura era el cero absoluto?

    calculando,,,,¿ que?

  5. a diego uriarte
    Tienes razón. Bueno, no es que me haya confundido, pero en mi afán de simplificación para que los artículos sean claros y comprensibles he simplificado más de la cuenta, obviando la distinción entre energía interna y calor. Y eso induce a error.
    Efectivamente y como dices, la energía interna es la que poseen los cuerpos como suma de las energías cinéticas de los átomos que lo forman. Y el calor es el flujo o transferencia espontánea de energía de un cuerpo más energético a otro menos (de más caliente a más frío).
    Modifico la entrada con tus puntualizaciones. Gracias.

  6. a alberto.djusto
    El cero absoluto es un límite marcado por la ausencia de movimiento, como no puede haber movimiento negativo no puede haber una temperatura más baja.

    a Carlos
    Lord Kelvin descubrió que por cada grado que disminuye la temperatura de un gas, su volumen disminuye un porcentaje determinado. Así calculó que si seguía enfriando el gas, al llegar a una temperatura de -273.15 grados Celsius el volumen sería cero. Comoquiera que siempre obtenía este resultado, independientemente de la composición o el volumen de gas concluyó que tal temperatura es un mínimo absoluto.

    a todos
    Si pensamos en términos cuánticos, en la equivalencia materia/energía, esto debería suponer que, en el momento en que un objeto alcanza el cero absoluto debería desaparecer, ya que al quedarse sin energía también se queda sin materia. En la práctica, lo que ocurre cuando enfriamos un paquete de átomos a una temperatura muy cercana al cero absoluto es que se forma un condensado de Einstein-Bose o un condensado de Fermi, unos extraños estados en los que la materia se comporta como si fuera una partícula subatómica gigante.

  7. Pues es exactamente lo que comenta Toni1de3. Y bueno, por aportar un poco más de información, el invento que se utilizó fue el denominado “Termómetro de gas”. Antes sólo existián termómetros metálicos (por la accion del calor una barra metálica aumenta su tamaño y relacionamos ese aumento con la temperatura), pero el problema es que esta relación no es lineal, por lo que no se conseguían resultados muy exactos, lo indispensable para los descubrimientos científicos.

    Para ello construyeron el ya citado termómetro de gas, descubriendo que para temperatura muy bajas, distintos gases (como N2, He, etc) se comportaban de la misma manera, y extrapolando se llegó a que la temperatura mínima era -273.15 ºC.

    Un saludo a todos los lectores!

  8. :O ok ya entendí, gracias

  9. Me ha encantado. Al principio no entendía la Nota Sabionda segunda, pero en los comentarios veo que es una extrapolación de resultados hecha por Lord Kelvin.

    Enhorabuena por el blog.

  10. Qué cosa tan curiosa. Así que somos seres que viven en una condiciones de temperatura extremas. Mira que yo pensaba que el clima era agradable y resulta que es extremadamente frío. Qué cosas!!!

  11. ES TOTALMENTE ENUNCIABLE QUE ” ES IMPOSIBLE ALCANZAR EL CERO ABSOLUTO ” ?

  12. Pondría la mano en el fuego por decir que sí.

    De manera simple, cuando nosotros enfriamos algo, siempre lo hacemos a costar de enfriar uno que está más caliente.

    Sin embargo, también podemos enfriar mediante la expansión brusca del gas en cuestión (con válvulas isentálpicas), pero claro, esta expansión debería ser infinita, es decir, entre molécula y molécula de dicho gas debería haber un espacio infinito, lo cuál es poco más que imposible.

    Así que, aparte de que alguien pueda refutar mis argumentos (que serán bienvenidos), sí, es imposible alcanzar 0 K.

  13. que onda espero que todos sten super chidos vale cuidence

  14. hola he leido el articulo y es sumamente interesante pero tengo una pregunta
    ¿alguien sabe que es y que temperatura mas baja ha podido leer el hombre?..
    saludos a todos..

  15. miralo en wikipedia y acabaras antes, aun asi felicidades por el blog, me tendre que hacer uno yo tambien. Hola a todos.

  16. A José David,

    si algo nos enseña, o nos debe enseñar la historia de la ciencia es:

    “imposible is nothing” como dice el anuncio.

    Piensa que la extrapolación mediante la que se calcula el valor teórico del 0K, -273,15 Celsius, proviene de la aplicación de las leyes de los gases en comparación con las escalas arbitrarias de temperatura (basadas como sabes en el agua), es decir todo basado en la materia tal y como la conocemos hoy día, repito, hoy día, pero he ahí el tema, sabes que el estudio de la materia está cambiando continuamente, quién sabe si dentro de unos años puedan lograrse partículas de antimateria o el nombre que quieran darle lo suficientemente estables como para poder medir su temperatura, o mejor dicho calcularla puesto que ningún termómetro (material) sería capaz de hacerlo.

  17. Me dio que pensar, no voy a decir que no… xD. Es cierto, me baso en la materia tal y como se conoce hoy en día, pero sin embargo algo me dice que no puede sobrepasarse ese límite, a lo mejor a nuestra mentalidad determinista.

    Ahora que pienso un poco más (y recuerdo), la temperatura es básicamente una medida de la energía contenida por un elemento/compuesto (tanto de vibracional, rotacional y traslacional). Si pudieramos “pararla” completamente, ese sería el 0 K. No podemos tener una molécula vibrando a “-2”.

    Aún así, algo también me dice (espero que no sean alucinaciones) que sí podremos superar la velocidad de la luz. Hay experimentos que ya lo han demostrado (búsquese “Logran superar la velocidad de la luz”). La forma en la que se transporte (masa, energía, quarks, etc) ya se verá…

    Un saludo a todos. niki56, te devuelvo la pelota, xD.

  18. recojo la pelota
    muchacho, “algo me dice”….no resulta muy objetivo ni científico no? a mi algo me dice que me va a tocar la primitiva pero la puñetera se resiste.
    A mi algo me dice que todo lo que la mente del ser humano sea capaz de imaginar será alcanzable tarde o temprano, si somos capaces de visualizar que se puede viajar a más de la velocidad de la luz, probablemente se hará, si somos capaces de pensar en los viajes en el tiempo, probablemente se harán.
    Desde el primer homínido que miró la luna hasta Amstrong tan solo pasó un tiempo pequéñísimo en comparación con la edad del universo. Decir que algo es imposible no tiene fundamento histórico, pues lo que hace tan solo unos siglos parecía imposible hoy dia es una realidad palpable, lo que pasa que ya no estaremos aquí para verlo, o sí, quién sabe, porque la vida eterna es otra cosa que se lleva persiguiendo desde hace mucho…….

  19. ese es el verdadero espiritu cientifico niki58

  20. Se está considerando permanentemente el cero absoluto como una medida de energía de la materia, es decir de un cuerpo.

  21. Así como se pueden utilizar microondas para elevar la temperatura (grado de agitación molecular) ¿Quién sabe si no se puede utilizar algun principio parecido que en vez de aumentar el nivel de agitación lo disminulla hasta detenerlo? .
    otra cosa ¿deben los electrones detenerse para que desaparezca la agitación molecular? porque si no es así, que no haya agitación molecular no quere decir que la energía interna del átomo sea cero con lo que se podría serguir conservando la materia aún sin agitación molecular.

  22. con respecto a “logran superar la velocidad de la luz”, en ese experimento lo unico que demostraron es que la velocidad de la luz es mayor a 299.792 km/seg. o sea la velocidad de la luz superada por la velocidad de la luz??!! por favor!!!

  23. me reeeeee ayudo muchas graxx de verdad…!!!!! I ? sabercurioso.es

    ainara//?

  24. Quien me puede explicar? Tal vez es una pregunta muy tonta… pero me la hizo mi novio y no sue bien como explicarla… ¿Por qué no se alcanza el cero absoluto en el espacio experior? Si estamos lejos de cualquier estrella y las nuves de particulas son muy finas o tienen muy pocas particulas para causar friccion y por ende calor…
    Gracias por darce el tiempo de responder.

  25. NO ENTIENDO ABSOLUTAMENTE NADA YA QUE MIS PROFES NO ME DICEN NI ME EXPLICAN

  26. Maggie, si no me equivoco, el 0 absoluto en el espacio no se puede alcanzar, porque no exiate el vacio total, siempre queda algo de materia, con lo cual algo de electrones que se muevan, y que nos den energía y algo de calor…

    Si me equivoco corregir, pero creo que la explicación sería esa.

    Gracias por el post.

    Seguid manteniendo las mentes a buena temperatura (en movimiento).

  27. Tengo una pregunta…Es frecuente encontrar la temperatura -240°C y -300°C para un volumen=0 ¿Qué errores se cometieron si se obtienen estos valores en lugar del valor teórico que debe ser -273K?…GRACIAS 😉

  28. a ale
    ¿Tareas escolares?

  29. universitarias jajajajajaja

  30. cual es el cero absoluto de cada escala

  31. Si llegáramos al punto cero o más bajo aún , no es posible que los electrones de los átomos se detengan por completo y eso produciría que el tiempo se detenga en la zona estracongelada?

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *