Квантовая термодинамика

1. Ключевые принципы квантовой термодинамики
2. Следствия квантовой термодинамики
3. Квантовая теория в противовес законам традиционной термодинамики

Рисунок 1. Принцип дополнительности.

Ключевым положением квантовой механики считается «абсолютная квантово-термодинамическая температура», и величина её может быть, как положительном, так и отрицательном диапазоне.

Первый раз формулировка отрицательных абсолютных температурных параметров была представлена ещё в 50-ые годы XX столетия известными физиками из Соединённых Штатов Америки Эдуардом Пёрселлом, Норманом Рамзеем и Робертом Паундом для тщательного представления состояний двухуровневых, малоустойчивых спин-систем. Это физическое значение не является меньше абсолютного нуля, но больше бесконечно допускаемых температурных параметров.

Продолжительное время считалось, что данный показатель может восприниматься исключительно как определённая расчётная функция, и в данном находится её первостепенное различие с термодинамическими традиционными температурными показателями. Но в окончании 70-х годов XX столетия отрицательные абсолютные температурные показатели неонового лазера были несколько раз определены экспериментальным путём благодаря мощному оптическому квантовому усилителю. И это предъявило доказательства, что данная температура эффективна в функционировании определённых структур.

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип работы Выберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Ключевые принципы квантовой термодинамики

При обозрении базовых оснований квантовой термодинамики статистической физики требуется понять следующее: для формулировки физических явлений присутствует исключительно два метода, помогающих уяснить, что осуществляется в макроскопических объектах. Данными способами считаются термодинамический и статистический.

Сегодня учёные выделяют следующие принципы функционирования квантовой термодинамики:

1. Макроскопические квантовые системы осуществляют роль ёмкостей теплоты, являясь квантовыми термостатами. Квантово-термодинамические равновесия постоянно отображаются своими температурными показателями T.
2. Данные системы обуславливаются волновыми функциями всеобщего состояния. Взаимное воздействие иных двухуровневых систем создаёт «идеальный лазер» – многофункциональное устройство, которое способно располагаться одновременно в нескольких состояниях с разными температурными показателями.
3. Энтропия всегда квантуется. Две макроскопические квантовые системы имеют возможность производить минимально обмен внутренней энергией. Количество энергии рассчитывается по формуле: E = k * T, где k константа Больцмана. Трансформация из одного своего состояния в иное допускается исключительно при присутствии холодильника в макроскопической квантовой системе. Данный холодильник понемногу вбирает энтропию квантами. Величина кванта энтропии минимально приравнивается к константе Больцмана.
4. Теплопередача энергии меж двумя макроскопическими квантовыми структурами осуществляется при переходе системы из одного постоянного состояния в другое. Данная передача тепловой энергии от термостата макроскопической квантовой структуры к оборудованию данной структуры, либо в противоположном направлении, является стохастическим материальным явлением. Данное явление реализуется квантово-термодинамическим скачком на определённой резонансной частоте подогревателя. По этой причине является возможным исключительно с помощью тождества их первоначальных состояний.
5. Идеальный лазер возможно преобразить. Данный инструмент имеет возможность работать в регламенте теплового квантового насоса. Полный нуль в данной ситуации невозможен. В силу действующей неточности времени температурный показатель макроскопической квантовой системы устремляется к максимально низким температурным показателям.

Следствия квантовой термодинамики

Рисунок 2. Становление квантовой термодинамики.

Квантовая термодинамика в своём формировании заходит к существенно невероятным заключениям. К примеру, квантовая термодинамика нуждается в непременном наличии максимального низкого температурного показателя конденсированного элемента, несовпадающего с безусловной нулевой отметкой. К примеру, для меди максимально низким температурным параметром считается ориентировочно 10-8° Кельвина. Присутствие данной щели температур практически предопределено воздействием квантовой энтропии.

В итоге отмечается переход неравновесия чрез нулевую отметку в окружение отрицательных температурных показателей, которые реализуются волнами энергии изнутри с отрицательной пульсацией. Фундаментальными основами квантовой термодинамики считаются квантово-термодинамические соответствия неконкретности времени и температурных показателей.

Противоречия исследуемой научной деятельности в физике возможно удачно использовать в инновационных методиках: при сжигании газовых веществ, в тепловой энергетике, при обеспечении безопасного функционирования атомных электростанций, при создании оборудования с мощными квантовыми тепловыми носителями, т.е. источников квантовой компьютерной техники, осуществляющих трансформирование данных в необходимом направлении.

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип задания Выберите тип заданияКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Квантовая теория в противовес законам традиционной термодинамики

У межнационального состава учёных получилось пойти в обход второго термодинамического классического закона, и практически непосредственно направить время в обратном направлении благодаря квантовой теории. Второй закон традиционной термодинамики располагает, что в постоянной замкнутой структуре энтропия повышается со временем, и перемещение тепловой энергии происходит от максимально тёплых элементов к максимально холодным.

Но, проведённый учёными экспериментальный опыт противоречит этой позиции и приводит доказательства, что направление времени и пространства в термодинамике не считается абсолютной и правильной системой. В пределах завершённых итоговых экспериментов учёные приняли решение использовать принципы функционирования коррелированных частиц, смысл которых схож с формирующей теорией квантовой запутанности.

Учёные инициализировали собственную деятельность с детализированного исследования молекул метилтрихлорида. Они понемногу осуществили нагрев ядра атом водорода таким образом, чтоб ядро водорода было существенно теплее самого ядра атома углерода, и производили мониторинг за токами внутренней энергии.

В том случае, если ядра обоих элементов располагались в некоррелированном и беспорядочном состоянии, теплота, в соответствии с вторым законом термодинамики, действительно осуществляла передвижение от наиболее тёплой к наиболее холодной частице. Но после следующей корреляции ядер теплота неожиданно начала перемещаться в обратную строну – подогретое ядро стало более горячим, а соседнее более холодное ядро начало быстро остывать.

Этот эксперимент считается прекрасным образцом того, что даже в полной мере несложных структурах охватывающего нас пространства могут быть скрыты секреты, которые людям стоит решить и понять. Все новые открытия в науке ведут учёных к обновлённым проблемам и вопросам. Как предсказать, поменяются ли ключевые основы традиционной физики чрез некоторое количество лет.

Так как, всё больше экспериментальных исследований делает упор на квантовые исчисления, вероятно непосредственно данная математическая и физическая область предоставит возможность учёным в ближайшее время решить основные секреты Вселенной. Найти и выделить тёмную материю, овладеть пространством и временем, либо определить универсальное уравнение бытия, которое сумело бы пояснить систему и законы всех явлений, возникающих в нашем мироздании.