絶対零度
絶対零度とは、物質の粒子（分子や原子）のエネルギーが最も低くなる温度のことです。ある人は、絶対零度になると粒子はすべてのエネルギーを失い、動きが止まると考えています。これは正しくありません。量子物理学では、ゼロ点エネルギーと呼ばれるものがありますが、これは粒子のエネルギーをすべて取り除いた後でも、粒子はまだ何らかのエネルギーを持っていることを意味します。これはハイゼンベルグの不確定性原理によるもので、これは粒子の位置がわかればわかるほど、その運動量がわからなくなるというものです。したがって、粒子の正確な位置と運動量が分かれば、粒子を完全に止めることはできません。
絶対零度に非常に近い温度を作り出した人もいます：記録温度は絶対零度より100pK(100ピコケルビン、10-10ケルビンに相当)でした。絶対零度付近で冷却されている物体に触れるものは何でも物体に熱を与えてしまうので、絶対零度に近づけることは困難です。科学者たちは、物体を非常に低温に冷却する際に、原子を減速させるためにレーザーを使用しています。
ケルビン温度とランキン温度は、絶対零度が0ケルビン（K）または0ランキン（°R）になるように定義されています。摂氏と華氏のスケールは、絶対零度が-273.15 °Cまたは-459.67 °Fになるように定義されています。
この段階では粒子の圧力はゼロです。これをグラフにしてみると、粒子の温度がゼロになっていることがわかります。これ以上温度が下がることはありません。また、粒子の動きは振動ですから、逆に振動してもまた振動するだけですから、粒子は「逆」に動くこともできません。物体の温度が絶対零度に近づけば近づくほど、その物質は電気に対する抵抗が少なくなるので、測定可能な抵抗がなく、ほぼ完璧に電気を通すことができます。
熱力学の第三法則では、何も絶対零度の温度を持つことはできないとされています。
熱力学の第二法則では、熱を動力源とするすべてのエンジン（自動車のエンジンや蒸気機関車のエンジンのようなもの）は廃熱を放出しなければならず、100％の効率は望めないとされています。これは、効率（エンジンが使い切ったエネルギーのうち、実際にエンジンの仕事に使われたエネルギーの割合）が100％×(1-Toutside/Tinside)であり、外気温が絶対零度である場合にのみ100％になるからです。つまり、エンジンの効率を100%にすることはできませんが、内部の温度を高くしたり、外部の温度を低くしたりすることで、効率を100%に近づけることができます。
ゼロケルビン（-273.15℃）は絶対零度と定義されています。
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質問と回答
Q:絶対零度とは何ですか?
A:絶対零度とは、物質の粒子（分子や原子）が最も低いエネルギー点にある温度のことです。
Q:絶対零度とは、粒子がすべてのエネルギーを失い、動かなくなることですか?
A:いいえ、量子物理学ではゼロ点エネルギーというものがあり、粒子からすべてのエネルギーを取り除いても、ハイゼンベルクの不確定性原理により、粒子はまだ何らかのエネルギーを持っていることを意味します。
Q:絶対零度付近で達成された記録温度は何度ですか?
A:絶対零度より100pK（100ピコケルビン、10-10ケルビンに等しい）高い温度が記録されました。
Q:科学者はどのようにして物体を超低温に冷却するのですか?
A:科学者は、物体を超低温に冷却する際、レーザーを使って原子の速度を遅くします。
Q:絶対零度に対して、摂氏と華氏の尺度はどのように定義されていますか?
A:絶対零度が-273.15℃または-459.67°Fであるように、摂氏と華氏のスケールが定義されています。
Q:熱力学第三法則は、絶対零度についてどのように言っていますか?
A:熱力学第三法則では、絶対零度のものは存在し得ないとされています。
Q:エンジンの効率を100％に近づけるにはどうしたらよいですか?
A:熱力学第二法則により、内部を高温に、外部を低温にすることで、エンジンの効率を100%に近づけることができます。
