La temperatura absoluta negativa


Existe una propiedad, denominada temperatura absoluta negativa, la cual se puede alcanzar si se sube la temperatura del sistema por encima de su nivel máximo. Este límite no es un límite máximo, en el sentido de que al llegar a él, no exista ya más energía disponible. Se trata de un límite mínimo, es decir, las partículas ya no pueden absorber más energía, a pesar de que todavía queda mucha disponible.

La confusición que puede existir a la hora de entender todo esto, es debida a que no existe la misma concepción del término temperatura desde el punto de vista de física clásica y de la física cuántica. Desde el primer punto de vista, la temperatura absoluta, es la que utilizando la escala Kelvin, nos da un cero absoluto, 0ºK, equivalente a -273,15ºC (grados centígrados). No es posible descender más de ese valor. Al llegar a él, algo que no se ha conseguido empíricamente, todo el movimiento cesa, incluído a nivel atómico. Pero a nivel cuántico, se seguirán otras reglas, más cercanas a la estadística. La temperatura queda definida como una relación entre la energía útil del sistema, y la entropía, que es la energía no útil, no transformable en trabajo. Al añadir energía a un sistema, aumenta también la entropía del mismo.

Imaginaros que ese echa una gota de agua caliente en un vaso de agua fría. Al ser mayor la masa de esta última, absorberá la temperatura de la gota, hasta igualarse toda, manteniéndose en equilibrio. Esto sería un sistema con temperatura absoluta positiva. Volviendo a la interpretación cuántica de la temperatura, donde ésta medirá la probabilidad de que las moléculas de un sistema ocupen un estado de energía, si éste es de menor energía, absorberá más. Pero en el caso de un sistema con temperatura absoluta negativa, sería al contrario, si fuera de mayor energía, absorbería más también. El resultado sería un crecimiento exponencial, hasta alcanzar el colapso, por no existir equilibrio. La gota de agua caliente debería ser capaz de alterar la temperatura de todo el vaso. Por eso se dice que para alcanzarlo, es necesario subir la temperatura del sistema por encima del máximo.

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