Bu biraz tersten sorulmuş bir soru, çünkü Kelvin "doğal" bir skala iken Celcius "yapay" bir skala.
Bunun anlamı şu: Celcius, tamamen keyfi bir şekilde suyun donma sıcaklığını 0, suyun kaynama sıcaklığını 100 olarak belirliyor. Bunun hiçbir anlamı yok. Eğer ben "Suyun donma sıcaklığı -732.242'dir, suyun kaynama sıcaklığı 99999.897'dir." dersem, kimse bana "Hayır, değildir!" diyemez. Kimse umursamıyor olsa da benim uydurduğum bu skalada bu böyledir. Dikkat edin, burada "Celcius (C°)" demiyorum, isterseniz buna "Ç°" (Çağrı Derecesi) diyebilirsiniz.
Keza, suyun donma ve kaynama sıcaklığını değil de kırmızı şarabın donma ve kaynama sıcaklığını 0 ve 100 belirleyebilirim. Kırmızı şarap Celcius skalasında -30°C'de donuyor ve 78°C'de kaynıyor, bunlara ben 0°Ç ve 100°Ç değerini atayabilirim, kimse de bana karşı çıkamaz.
Ama Kelvin böyle değil.
Sıcaklık, bir maddeyi oluşturan atom ve moleküllerin kinetik enerjilerinin ortalaması demek. Atomlar bir o yana bir bu yana uçuşurken belli bir kinetik enerjiye sahipler ve bu enerji ortalamada ne kadar büyükse, maddenin sıcaklığı da o kadar büyük. Ne kadar küçükse, maddenin sıcaklığı da o kadar düşük.
Bu "düşük olma" tarafında bir alt sınır var: Atomların ortalama kinetik enerjisinin (teoride) 0 olduğu nokta. Bu, ortalamada hiçbir atomun hareket etmediği bir duruma işaret ediyor. Ve Kelvin, işte buna "0 noktası" diyor. Dikkat edin: Bu 0 noktası su için de geçerli, şarap için de, elmas için de, karbondioksit için de, Evren'deki diğer bütün atomlar ve moleküller için de... Çünkü atomların hareket etmediği nokta, maddenin türünden bağımsız olarak sıfır.
Tabii ki ben buna "Hayır, orası 0 değil, 82937 noktasıdır." diyebilirim hala; ancak 0 sayısı ile, uydurduğum 82937 sayısı arasında kalan sayıların anlamını tarif edemem. Çünkü yok. Atomların 0 kinetik enerjiden daha düşük bir kinetik enerjiye sahip olmaları mümkün değil; dolayısıyla neden ona 82937 gibi bir sayı vereyim ki? 0 demek çok daha anlamlı ve mantıklı (kıyas olması bakımından, Celcius skalasında suyun donma noktasının altında kalan -17°C veya -150°C gibi değerlerin halen anlamı olduğuna dikkat edin).
En başta sorunun tersten sorulduğunu söyleme nedenim de şu: Aslında mutlak sıfır, -273.15 Celcius değil; suyun donma noktası 273.15 Kelvin. Bunların anlamı aynı gibi gelebilir; ama aslında arada ufak bir nüans var: Suyun donma noktasını, atomların mutlak hareketsiz olduğu en temel noktaya göre numaralandırmak mantıklı; çünkü suyun donmasının evrensel olarak önemli hiçbir tarafı yok (ama bütün atomların hareketsiz olduğu noktanın evrensel olarak önemli bir anlamı var; çünkü ondan ötesi yok).
Dolayısıyla Kelvin ölçeği belirlenirken suyun donma veya kaynama noktası umursanmadı. Atomların kinetik enerjisinin teoride sıfır olduğu noktaya "0 noktası" (veya "mutlak sıfır") dendi ve diğer her şey ona göre belirlendi. Bu çerçevede suyun donma noktası da, o mutlak sıfırın 273.15 birim üzerinde kaldı. Bu nedenle Celcius ölçeğini kullanmakta ısrarcı olanlar için mutlak sıfır -273.15°C olmuş oldu.
Halbuki anlattığım gibi, Celcius ölçeğinin evrensel bir tarafı yok (skaladaki 0 ve 100 sayılarının seçimi de anlamsız, suyu baz almak da anlamsız), sadece insanlar için kolaylık olsun diye uydurulmuş bir skala. Fiziksel anlamda değerli olan, Kelvin ölçeği... Çünkü su için de, şarap için de, galaksileri oluşturan herhangi bir atom için de, Güneş'in içindeki hidrojen için de 0 noktası aynı 0 noktası.
Not: Bu arada teknik olarak atomların kinetik enerjisi asla tam olarak sıfır olamaz, çünkü bu durumda hem konumlarını hem hızlarını/momentumlarını %100 isabetle bilmek mümkün olurdu; ancak bu, Heisenberg'in Belirsizlik İlkesi çerçevesinde mümkün değil. Dolayısıyla teoride "0 Kelvin" bir anlam ifade etse de pratikte bir cismi 0 Kelvin'e ulaştırmak imkansız. Bugüne kadar onun birkaç nanoKelvin üzerine kadar ulaştırmayı başardık ama (eğer kuantum teorisi doğruysa) hiçbir zaman tam olarak 0 Kelvin'e ulaşamayacağız.
348 görüntülenme
