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Por que não existe limite superior para temperatura se há um limite superior para as velocidades?

Ola professor.

Sabemos que há um limite mínimo para a temperatura (zero absoluto) e que a segunda lei da termodinâmica nos garante que tal valor é inalcançável. Pois bem, pq não se fala sobre um limite máximo para a temperatura, uma vez que com o seu aumento, aumentam-se as velocidades ( agitação das moleculas) , lembrando que a teoria da relatividade impõe um limite de velocidades no universo?

Respondido por: Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang

Existe um equívoco em associar a temperatura com a velocidade (quadrática) média dos constituintes da matéria. Por exemplo, no ar encontramos, em uma dada temperatura, velocidade quadrática média com valor maior para as moléculas de nitrogênio do que para as molécular de oxigênio por exemplo. E como no ar existem outros tipos de gases, quanto menor a massa molecular do gás considerado, maior será a velocidade quadrática média das moléculas.

A temperatura de fato está relacionada à ENERGIA CINÉTICA MÉDIA de translação das partículas constitutivas da matéria.

Do ponto de vista da Teoria da Relatividade, embora exista um limite superior para o valor da velocidade das partículas (o valor da velocidade da luz), não existe um limite superior para a energia cinética das partículas pois está aumenta, tendendo a infinito, enquanto a velocidade tende para a velocidade da luz. Portanto, em um “gás relativístico” nada limita necessariamente a sua temperatura.

“Docendo discimus.” (Sêneca)

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Comentário do Prof. Magno Machado (IF-UFRGS) 

Oi Lang:

Legal esta questão sobre temperatura máxima. Aparentemente, usando a definição de temperatura via a noção de entropia não há limitação clara.

Entretanto, esse assunto é importante em física de partículas. Se aquecêssemos  (via colisões de altas energias) um sistema de partículas hadrônicas chegaríamos a um estado chamado plasma de quarks e glúons (teríamos os quarks e glúons livres do confinamento).  Um físico, chamado Hagedorn chegou a conclusão que para a matéria hadrônica existe uma temperatura máxima. Acima dela, a função de partição do sistema não é bem definida. Portanto, a temperatura máxima da matéria hadrônica (que constitui tudo que existe macroscopicamente) seria a chamada temperatura de Hagedorn.

https://en.wikipedia.org/wiki/Hagedorn_temperature

Parece que há uma discussão disso na wikipedia (só polemica e nenhuma resposta razoavel definitiva).

Abraço

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Comentário do Prof. Carlos E. Aguiar (UFRJ)

Efeitos relativísticos podem dar origem a um limite superior para a temperatura. Não pela limitação da velocidade, mas pela produção de novas partículas. Durante muito tempo supôs-se que isso aconteceria e que a temperatura máxima atingível por um sistema hadrônico seria de aproximadamente ~160 MeV, a temperatura de Hagedorn. A transição de fase para o plasma de quarks e gluons acabou com isso, mas a idéia era plausível. Algo semelhante é previsto pela teoria de cordas a temperaturas muitíssimo maiores.

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