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¿Por qué la temperatura no puede bajar de -273,15 ºC?


-273 ° C es la temperatura que se obtiene cuando todos los átomos dejan de moverse por completo. La temperatura es proporcional a la energía, que es una función de la velocidad (en el caso de la energía cinética, y la temperatura es una forma estadística de hablar sobre la energía promedio de las partículas en movimiento). 

Determinar el cero absoluto no es particularmente difícil. Las leyes de gas están escritas en términos de temperatura absoluta, por ejemplo, la ley de gas ideal PV = nRT. La T es la temperatura absoluta. Duplique la presión, mientras mantiene las otras variables iguales, y la temperatura se duplicará. A partir de ahí, no es demasiado difícil extrapolar la temperatura a la cual la presión sería cero. Eso es cero absoluto.

Ni siquiera necesita acercarse a cero para obtener una buena aproximación; puede conducirlo a temperatura ambiente (300 K) y dos veces a temperatura ambiente (600 K, aproximadamente el punto de fusión del plomo). Mida la presión de un gas en un recipiente de tamaño fijo a ambas temperaturas y haga los cálculos matemáticos. Y como todo lo que realmente necesita saber es la diferencia, que es independiente de dónde está el cero absoluto, puede simplemente restar. La diferencia en grados Celsius será la misma que la respuesta para Kelvins, ya que tienen la misma magnitud pero diferentes puntos de partida. 

La temperatura más baja que ocurre naturalmente en el universo es en realidad alrededor de 3K, debido a la radiación proveniente del Big Bang. Ir por debajo requiere equipo de laboratorio y energía adicional.

Los agujeros negros son incluso más fríos que eso, ya que no emiten ninguna radiación (o, simplemente, la radiación de Hawking, que es prácticamente cero). Pero medir eso es realmente complicado, y realmente no puedes usarlos para hacer cubitos de hielo. 

Todo esto es la física clásica, y una vez que se encuentra dentro de unos pocos millonésimos de cero, los efectos de la mecánica cuántica K comienzan a hacer que este razonamiento sea ineficaz. Pero en la mayoría de las condiciones, usted sabe exactamente dónde está el cero absoluto, y las ecuaciones como la de arriba significan que es relevante incluso a temperatura ambiente y superior.