絶対零度

質問

絶対零度に到達不可能なことをトムソンの原理を用いて証明せよという問題が解けません。おそらく背理法で証明できるのでは…と考えてみたのですがなかなかこれといった解法が思いつきません。不可能なのは絶対零度にするためには絶対零度より低温の物体と接触させる必要があるが、それは不可能だからだと言えます。トムソンの原理を使うと分かりません。だれかアドバイスをお願いします。

回答No.3

Mr_Holland · ベストアンサー

「熱を全て仕事にすることはできない（トムソンの原理）」

　この原理を用いて説明するとすれば、次のようになるのではないかと思います。

　ある系の熱エネルギを減らすには（＃２さんのように、より熱エネルギの小さな系と接触させる以外に、）系に仕事をさせることで実現できるが、その場合にはトムソンの原理により、熱エネルギのすべてを仕事として抽出することができず、どうしても熱エネルギが残ってしまい、その状態は絶対ゼロ度とはいえないから。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A6%E3%82%A3%E3%83%AA%E3%82%A2%E3%83%A0%E3%83%BB%E3%83%88%E3%83%A0%E3%82%BD%E3%83%B3#.E7.86.B1.E5.8A.9B.E5.AD.A6

お礼

回答ありがとうございます。トムソンの原理は系に仕事をさせる場合に用いるのでしたね。言われてみれば当然ですが、そこに気づきませんでした。納得しました。ありがとうございます。

回答No.2

noname#58790

熱は、高い方から低い方へしか行けません。

一様な熱平衡にある物体から熱を吸収するサイクルで、
正の仕事は得られません。

つまり、絶対零度に触れると、ちーっと高い温度まで上昇して
つりあいます。

お礼

解説ありがとうございます。ただ解答が絶対零度の不可能性をトムソンの原理を用いて示しているのかは僕には分かりません。「ある系から熱をすべて吸収して絶対零度になったとすると、そのサイクルはトムソンの原理に反する」というスタイルで、お手数ですがもう一度解答お願いできませんか。

回答No.1

gyrocompas

要するに、絶対零度に下がった系を測定する方法がないということでは。
絶対零度を測定しようとすれば、測定機器がその系の温度を上昇させる。
測定するということは測定計になんらかのエネルギーを送ることでであり
それ以外の影響がおきてしまう（トムソンの原理？）

お礼

解説ありがとうございます。ただ測定する方法がないではないと思います。ある系から熱をすべて吸収して絶対零度になったとすると、そのサイクルはトムソンの原理に反するということを示せばよいと思います。