Борис Иванович Смагин - Вблизи абсолютного нуля

Борис Смагин ВБЛИЗИ АБСОЛЮТНОГО НУЛЯ

Термометры и абсолютный нуль (Вступительная беседа)

аждый вечер радио объявляет нам погоду, что ждет нас на следующий день. Холод, тепло, дожди, снег, вьюга. И какая будет температура.

Температура. Слово известно каждому: «Плюс двадцать», «минус десять», «тридцать градусов жары», «сорок градусов холода», «пятьдесят — ниже нуля». Так говорят о температуре.

Мы меряем температуру по Цельсию. Термометр так и называют термометром Цельсия. Когда пишут о температуре, ставят знак «С». Это означает: шкала Цельсия. Мы говорим: сегодня на улице девятнадцать градусов тепла. Что это значит? Девятнадцать градусов выше нуля по шкале Цельсия — так нужно ответить на этот вопрос. Или написать 19 °C.

Еще недавно висели в наших домах термометры Реомюра. И Реомюр и Цельсий за нуль взяли одну и ту же точку — таяние льда. Вода замерзает и тает при строго определенной температуре. Пока вся не замерзнет или не растает, температура не изменится. Ведь нелегко найти неизменную температуру. Обычно температура все время изменяется. Даже в теле человека она «гуляет» из стороны в сторону на десятые доли градуса.

А точка таяния льда — основная для термометров — незыблема.

Второй опорной точкой оба создателя шкалы термометров сделали кипение воды. Здесь тоже температура постоянна.

Пока вся вода не вскипит, температура не меняется. И вот тут-то пути создателей термометров разошлись. Точку кипения воды Цельсий обозначил как 100 градусов, а Реомюру больше по сердцу пришлось число 80. Значит, один градус шкалы Реомюра составляет 5/4 градуса шкалы Цельсия.

Есть еще одна, третья шкала температур. Ею пользуются в Англии и США. У одного из американских писателей есть небольшой рассказ про больного мальчика. Он знал, что температура у человека повышается при сильных заболеваниях до сорока с небольшим градусов.

И вдруг услышал слова отца, который измерял ему температуру. Мальчика охватил ужас — ведь температура оказалась около ста градусов. И он приготовился к неминуемой смерти от такого страшного жара.

Между тем никакого жара и не было. Просто отец дал ему градусник с третьей шкалой — градусник Фаренгейта. Для этой шкалы девяносто шесть градусов — нормальная температура человека. Вы все, конечно, помните, как герои Джека Лондона великолепно себя чувствуют при холоде в шестьдесят и семьдесят градусов. Это опять-таки по Фаренгейту. А по Цельсию «ужасов» там нет. Обычные для Арктики морозы.

Термометры бывают ртутные или спиртовые. Ртуть и спирт при нагревании расширяются, а при охлаждении сжимаются. Поэтому и перемещается столбик ртути или спирта вдоль шкалы термометра.

На шкале, если мы делаем термометр сами, мы первым долгом отметим две основные точки. Опустим металлический шарик ртутного термометра в замерзшую воду и отметим нуль. Затем переведем его в воду кипящую. И появится вторая отметка — сто градусов. Значит, термометр будет со шкалой Цельсия. Расстояние между этими метками аккуратно разобьем на сто равных частей. И отложим их в обе стороны. И вверх от ста градусов и вниз от нуля. Вверх откладываем смело две тысячи, пять тысяч, десять тысяч градусов — пока шкалы хватит.

А вот вниз от нуля так далеко путешествовать не придется. Там лежит таинственная температурная точка, носящая название — абсолютный нуль.

Какие бы шкалы мы ни выдумывали, на сколько бы частей ни делили расстояния между основными точками температурной шкалы, ниже абсолютного нуля нам пойти не удастся. Эта температура предельная, практически недостижимая. Мы знаем в физике несколько таких величин. Скорость света, например, триста тысяч километров в секунду — большей не существует.

И температур ниже, чем минус двести семьдесят три градуса по Цельсию, тоже не может быть. Это и есть абсолютный нуль —273 °C, точнее —273,16 °C.

Нагревать тела --">