Citat:
Ursprungligen postat av Bourbon
Finns det ett maxvärde för hur varmt något kan bli
Temperatur brukar definieras lite olika beroende på vilket område av fysiken man rör sig i, och detaljerna i svaret kan därför på motsvarande sätt variera. Men rent generellt finns det ingen övre gräns för hur hög temperatur som kan uppnås.
Lite mer ingående resonemang för den som orkar:
Inom den statistiska fysiken beskrivs molekylernas hastigheter i en gas av Maxwell-Boltzmann distributionen. Vi kan i
denna bild se hur fördelningen "breddas ut" allteftersom energi tillförs till systemet och temperaturen höjs. Tanken att man genom att tillföra energi till gasen får samtliga molekyler att närma sig ljusets hastighet är alltså inte helt korrekt. I själva verket fördelar sig hastigheterna enligt Maxwell-Boltzmann distributionen. I praktiken uppnår man ett s.k. relativistiskt plasma- ett plasma där en betydande fraktion av partiklarna har en fart högre än 0.86c- redan vid en temperatur av storleksordningen 10^9 K, vilket kan ge en fingervisning om hur långsamt temperaturökningen går när relativitetsteorin börjar ställa till besvär. Rent teoretiskt kan man dock ockupera samtliga av de högsta energitillstånden hos molekylerna och därmed uppnå en oändlig temperatur.
Jag kan inte motstå frestelsen att också nämna att det under vissa speciella omständigheter faktiskt kan uppstå temperaturer som får ett negativt värde på Kelvinskalan. Dessa temperaturer skall inte förstås som att det är kallare än absoluta nollpunkten, utan att det faktiskt är varmare än en oändligt hög temperatur! Denna besynnerlighet kan uppstå genom manipulation av ett system med ett ändligt antal energitillstånd. Temperaturen definieras inom statistisk fysik enligt 1/T = dS/dE, där S är entropin och E är energin. För entropin har man S~log(n) där n är antalet möjliga konfigurationer hos systemet. Antag att systemet från början befinner sig i konfigurationen med lägst total energi (d.v.s. samtliga lägsta energitillstånd är ockuperade) och att denna energi är negativ. Genom att tillföra energi till systemet, kommer entropin att öka eftersom allt fler av de högre tillstånden ockuperas (antalet möjliga konfigurationer ökar). När man nått den punkt då man har lika stor ockupation av låga som höga energitillstånd är per definition entropin maximal och den totala energin noll. Temperaturen har nu nått oändligheten. Om man då fortsätter att tillföra energi händer det intressanta; entropin börjar minska, vilket leder till att temperaturen går över i negativa oändligheten. Allteftersom mer energi tillförs, minskar entropin och temperaturen går mot noll från den negativa riktningen. I praktiken kan sådana här negativa temperaturer förekomma i bl.a. halvledarlasrar, där populationsinversioner är centrala fenomen.
Citat:
Ursprungligen postat av Bourbon
Vad är det hetaste i universum?
De inre regionerna av en supernova har en temperatur av ca. 100 miljarder Kelvin. Det är en av mina främsta kandidater.
Citat:
Ursprungligen postat av Bourbon
Hur varmt kan man hetta upp syre till?
Det beror lite på hur du menar. Om man hettar upp syret tillräckligt mycket kommer det att joniseras (d.v.s. förlora elektroner). Om man tillför så mycket energi att samtliga åtta elektroner slits loss från kärnorna, har man fått ett plasma av fria elektroner och syrekärnor. Man kan kanske säga att syre i åtminstone kemisk mening upphör att existera här. Har tyvärr inte någon siffra såhär på rak arm vid vilken temperatur detta bör inträffa, men jag bemödar mig kanske med att räkna ut det senare.
