온도는 왜 −273 °C 아래로 내려갈 수 없을까?
Why can't anything get colder than −273 °C?
영하 몇십 도, 몇백 도까지는 내려가는데 왜 −273 °C 아래로는 아무것도 내려가지 못할까요?
무슨 일이 일어났나
온도는 입자들이 가진 에너지의 평균에 비례합니다(NIST) — 식힐수록 분자는 느려지고, 에너지가 더는 줄어들 수 없는 바닥이 0 K 입니다.
NIST 는 절대 영도를 «더 차가워질 수 없는 이론상의 점» 이라 하고, 0 K 를 섭씨 −273.15 °C, 화씨 −459.67 °F 로 적습니다.
시뮬레이터에서 −50 °C(223.15 K) 공기 분자는 446 m/s 로 아직 빠르게 움직이고, 그래프의 점선은 −273.15 °C 에 이르러서야 압력 0 에 닿습니다.
켈빈과 과학자들은 이 바닥을 «무한한 차가움» 이라 불렀고(NIST), 2018 년 NASA 가 우주에서 식힌 원자 구름도 절대 영도보다 1000 만분의 1 K 높았습니다.
🎨 그림으로 보기
불러오는 중…🎨 그림NASA «차가운 원자 실험실» 이 우주 정거장에서 원자를 붙잡아 식히는 데 쓸 자기 광학 덫과 원자 칩을 그린 상상도입니다.
출처: NASA/JPL-Caltech · 퍼블릭 도메인 · NASA 그림 창고 원본 ↗
💡 생활 속 예시
- 뉴스에서 «영하 40 도 한파» 라고 해도 절대 온도로는 233.15 K 라, 공기 분자는 여전히 초속 수백 m 로 날아다닙니다.
- 냉동실 문을 열 때 쏟아지는 찬 공기도 분자들이 조금 느려졌을 뿐, 멈춘 것은 아닙니다.
확인된 값
교육과정에서는
- 한국 2022 · 역학과 에너지 · 열과 에너지
- 일본 · 高等学校 物理基礎 (2) 様々な物理現象とエネルギーの利用
출처
이어서 보기
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