Cero absoluto
Es la temperatura teóricamás baja posible y se caracteriza por la total ausencia de calor. Es considerada el punto cero de la escala termométrica absoluta, por cuanto se considera que a temperaturas tan bajas la materia se encuentra en estado de reposo absoluto, en el sentido de que las moléculasno se hallan ya animadas por vibraciones de ninguna especie.
¿Qué es el cero absoluto?
El nivel de energía es el más bajo posible. El cero absoluto (0º K) corresponde aproximadamente a la temperatura de -273.16º C. Nunca se ha alcanzado taltemperatura y la termodinámica asegura que es inalcanzable. Lo impide latercera ley de la termodinámica. Sin embargo, en la práctica es el calor que entra desde el «mundo exterior» lo que impide que en los experimentos se alcancen temperaturas más bajas.
Para bajas temperaturas, todas las capacidades caloríficas C tienden a cero por lo que para cualquier cantidad de calor Q, por pequeña que sea, que entre al sistema, se tendrá una variación importante en la temperatura pues dT=Q/C. Incluso los rayos cósmicos pueden producir una entrada importante de calor.
El concepto de cero absoluto también es importante desde el punto de vista teórico. Según la tercera ley de la termodinámica, la entropía (o desorden) de un cristal puro sería nula en el cero absoluto; esto tiene una importancia considerable en el análisis de reacciones químicas y en la física cuántica.
Los materiales presentan propiedades extrañas cuando se enfrían a temperaturas muy bajas. Algunos pierden por completo su resistencia eléctrica. Este efecto se observó por primera vez en el mercurio a unos pocos grados por encima del cero absoluto, pero se están obteniendo a temperaturas cada vez más altas con nuevos materiales.
El cero absoluto es la temperatura teórica más baja posible. A esta temperatura el nivel de energía interna del sistema es el más bajo posible, por lo que las partículas, según la mecánica clásica, carecen de movimiento;1 no obstante, según la mecánica cuántica, el cero absoluto debe tener una energía residual, llamada energía de punto cero, para poder así cumplir el principio de indeterminación de Heisenberg.
El cero absoluto sirve de punto de partida tanto para la escala de Kelvin como para la escala de Rankine. Así, 0 K (o lo que es lo mismo, 0 R) corresponden, aproximadamente, a la temperatura de −273,15 °C o −459,67 °F.2. Según la tercera ley de la termodinámica, el cero absoluto es un límite inalcanzable.
La mayor cámara frigorífica actual sólo alcanza los −271 °C. La razón de ello es que las moléculas de la cámara, al llegar a esa temperatura, no tienenenergía suficiente para hacer que ésta descienda aún más. La entropía de un cristal ideal puro y perfecto sería cero.
Si los átomos que lo componen no forman un cristal perfecto, su entropía debe ser mayor que cero, por lo que la temperatura siempre será superior al cero absoluto y el cristal siempre tendrá imperfecciones inducidas por el movimiento de sus átomos, necesitando un movimiento que lo compense y, por lo tanto, teniendo siempre una imperfección residual.
Cabe mencionar que a 0 K absolutamente todas las sustancias se solidificarían y que según el actual modelo del calor, las moléculas perderían toda capacidad de moverse o vibrar.
Hasta ahora la temperatura más cercana al cero absoluto ha sido obtenida en laboratorio por científicos del MIT en 2003. Se obtuvo enfriando un gas en uncampo magnético hasta medio nanokelvin (5·10−10 K) por encima del cero absoluto.
