Максимальная температура

[Endor]

Я не "профессиональный" физик, но кое-какие нестандартные физические идеи возникают. Я ни на что не претендую, просто хочу узнать мнение по поводу следующих размышлений.
Может быть, изложение будет сумбурно, в дискуссиях неопытен.
Как известно из школьного курса физики, тепловая энергия - это энергия движения молекул вещества. Следовательно, если телу передаётся теплота и объём его не изменяется, то увеличивается его внутренняя энергия и температура его растёт (конечно, если тело не претерпевает изменений агрегатного состояния).
А так как внутренняя энергия есть энергия движения молекул, то можно сказать, что при увеличении температуры увеличивается скорость движения молекул.
Так вот в чём моя идея. При непрерывной подаче теплоты телу все его молекулы могут разогнаться до скорости света. И дальнейшее повышение температуры тела будет невозможно, так как молекулы вещества будут "насыщены" скоростью. То есть, у температурной шкалы существует не только абсолютный минимум, но и максимум.

PS Надеюсь, крупных теоретических "ляпов" в рассуждениях не допустил.

[Someone]

Endor писал(а):

Так вот в чём моя идея. При непрерывной подаче теплоты телу все его молекулы могут разогнаться до скорости света. И дальнейшее повышение температуры тела будет невозможно, так как молекулы вещества будут "насыщены" скоростью. То есть, у температурной шкалы существует не только абсолютный минимум, но и максимум.

PS Надеюсь, крупных теоретических "ляпов" в рассуждениях не допустил.

Допустили. Во-первых, до скорости света молекулы разогнаться не могут, потому что, во-вторых, их кинетическая энергия при этом растёт до бесконечности, а бесконечную энергию нам взять будет неоткуда. А поскольку кинетическая энергия молекул может быть сколь угодно большой, то и температура тоже может быть сколь угодно большой (вопрос о том, что будет происходить с частицами по мере увеличения кинетической энергии, оставим в стороне).

Экспериментально установлено (давно уже, лет сто назад), что кинетическая энергия частицы с массой $m$ и скоростью $v$ при большой скорости (десятки тысяч километров в секунду) соответствует не школьной формуле $\frac{mv^2}2$, а формуле $\frac{mc^2}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}-mc^2$, где $c$ - скорость света. При малых скоростях, с которыми обычно приходится иметь дело, обе формулы дают неотличимые результаты.

[Endor]

Хм, значит, до $c$ молекулы разогнаться не могут.
А почему кинетическая энергия молекул может быть сколь угодно большой? Релятивистское увеличение массы, верно?

[Someone]

Endor писал(а):

А почему кинетическая энергия молекул может быть сколь угодно большой?

Меня удивило бы, если бы она не могла быть сколь угодно большой. Что может помешать нам увеличивать энергию частиц, кроме наших собственных технических возможностей?

На самом деле, конечно, частицы при больших энергиях начинают взаимодействовать весьма сложным образом. В принципе, взаимодействие могло бы ограничить температуру, но ничего достоверного на этот счёт, как будто бы, неизвестно. Во всяком случае, мне попадались только какие-то гипотезы на этот счёт, ничем не подтверждаемые. Но температура в этом случае будет ограничена не из-за ограниченности скорости частиц скоростью света, а из-за других причин. Наконец, причиной ограниченности температуры может быть просто ограниченность доступной энергии.

Endor писал(а):

Релятивистское увеличение массы, верно?

Да, раньше говорили о релятивистской массе. Но сейчас, насколько я знаю, физики пришли к выводу, что нет никакой массы, кроме массы покоя. Растёт не масса, а кинетическая энергия. Просто зависимость кинетической энергии от скорости другая, не та, которую изучают в школе и которая выведена на основе опытов с телами, движущимися с малой скоростью.

[VladTK]

А гравитационный коллапс частиц разве не ограничивает возможную температуру?

[Volodya]

Интересно, какую максимальную температуру удалось людям зафиксировать опытным путём?

Очень высокие температуры могут приводить к термоядерным реакциям.

[VladTK]

Цитата:

Интересно, какую максимальную температуру удалось людям зафиксировать опытным путём?...

Наблюдались частицы космических лучей с энергией 3*10^20 эв. Вот из 3/2*kT и посчитайте соответствующую температуру.

[Spam3000]

На мой взгляд. То что делают в колайдере и есть пример что будет при сверх температурах, сталкивают частицы на больших скоростях и смотрят на какие они разлетятся, так вывод один что при сверх температурах, будет распад материи. Ну а дальше судите сами

[Comanchero]

VladTK в сообщении #91576 писал(а):

Наблюдались частицы космических лучей с энергией 3*10^20 эв.

Температура-физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы. (Физ. Энц.)
Заметьте, макроскопической!

[myhand]

Endor в сообщении #91451 писал(а):

Хм, значит, до $c$ молекулы разогнаться не могут.
А почему кинетическая энергия молекул может быть сколь угодно большой? Релятивистское увеличение массы, верно?

Вполне себе могут. Столкнувшись на высоких энергиях - частицы (с соблюдением всех известных законов сохранения) - могут превратиться в фотоны. Так что в зависимости от того, чем наполните ваш сосуд, "нагрев" его достаточно сильно - можете получить фотонный газ.

Фотоны движутся со скоростью света. Но их энергия и импульс вполне конечны, конечна и температура.

N.B.: Испарение Хоукинга при радиусе горизонта событий порядка планковскому? Это величина порядка того, что называют "планковской температурой". В обычных единицах - порядка 10^32 кельвин. Другого разумного лимита пока трудно указать.