سوالات تفکر بر انگیز و الهام بخش فیزیکی

[You-See]

حوصله توضیح دادن ندارم خیلی خلاصه میگم:
"منشاء" گرانش به سادگی چیزی نیست جز گرما
یعنی جنبش ذرات سازنده اجسام.

پس اجسام در صفر مطلق باید بی وزن شوند، که نمی شوند!

[ADMIN]

منظور من چنین چیزی بود

https://www.uplooder.net/img/image/2/6d ... 0f46/2.png

چقدر سخته عکس اضافه کردن اینجا

سیستم اتچ فایل به پست‌ها موقتا غیرفعال هست. ولی می‌تونید همین لینک عکسی که از سایتهای دیگه تولید کردید رو در داخل ادیتور، سلکت کنید و یکبار روی آیکون «اضافه کردن تصویر» در ابزارها کلیک و مجدد پیامتون رو ذخیره کنید تا به شکل عکس در پستتون نمایش داده بشه.

[Simplexity]

دقیقا منتظر بودم که یکی این حرف را بزنه.
نکته دقیقا همینه که اجسام فقط یک نوع گرما ندارند چون فقط از ملکول و اتم تشکیل نشدند و به همین علت هیچوقت به صفر مطلق نمی‌رسند و در واقع صفر مطلق چندان هم مطلق نیست.جنبش اتم ها یک نوع گرما را ایجاد می‌کند که همان گرمای معمولی اجسام است که وقتی دمای جسم به صفر مطلق می‌رسد این اتم های جسم هستند که به سکون می‌رسند در صورتی که اجسام از ذرات ریز تر از اتم درست شده اند که خود آنها هم به علت جنبش دارای نوعی گرما هستند که بع علت ریز مقیاس بودن برای ما محسوس نیست تا میرسه به ذراتی آنقدر ریزند که خود بافت فضا را تشکیل دادند که از این به بعد برای سادگی بیشتر به آن اتر میگوییم .این اتر در اجسام چگال به دلایلی دارای جنبش بیشتری هستند یعنی گرمای بیشتری دارند و همین گرمای بسیار ریز مقیاس باعث و منشاء گرانش است.

[Simplexity]

من میتونم این موضوع را با آزمایشی ثابت کنم.آزمایشی که باید در ایستگاه های فضایی انجام بشود.در این آزمایش ما از همین گرمای معمولی ملکول ها به جای گرمای اتر برای ايجاد جاذبه استفاده میکنیم.آزمایش به این صورته که در شرایط بدون جاذبه گوی آبی با ابعاد قابل قبول میسازیم چیزی حدود ده هزار لیتر باشه فکر کنم خوبه و درون آن دو گوی فلزی در حال سکون نزدیک به هم قرار میدهیم.حال با روشی دو گوی را گرم میکنیم و با این کار باعث می‌شود در اطراف دو گوی یک هاله ی آب گرم و رقیق تشکیل شود که باعث اختلاف فشار و جذب شدن این دو گوی به سمت یکدیگر می‌شود.
در مورد گرانش نیز همین اتفاق باعث جاذبه می‌شود منتها با گرمایی ریز مقیاس تر.

[[email protected]]

اگر عدم تقارنی باشه توی قدرت گرانشی رفت و برگشت، رفته رفته از دید توپ، بیشترین فاصله توپ از کره زمین بیشتر میشه. یا از دید کره زمین، توپ به جای این که به ارتفاع قبلیش برگرده، به ارتفاع بالاتر یا پایین تری بر میگرده که با تجربه نمیخونه.

آفرین! اینم نکته‌ی قابل تأمّلیه به شرطی که ملاحظات نسبیت عام رو در نظر بگیرید. درسته که طبق اصل هم ارزی اینشتین، ناظری که در حال سقوط آزاده با ناظر لَختی که توی فضای میان ستاره‌ای غوطه‌وره، هم ارزه ولی نسبیت عام این هم‌ارزی رو به صورت موضعی به رسمیت میشناسه نه لزوماً سرتاسری یا گلوبال. یعنی دیدگاه توپ به عنوان ناظر لَخت یه خرده جای فکر داره کما اینکه محدوده‌ی آزمایشات فرضیی هم که ناظر توپ انجام می‌ده در نزدیکی خودش نیست بلکه مربوط بررسی شتاب زمینی هست که از فاصله‌ی دور (موقعیتی غیرموضعی) داره به ناظر توپ نزدیک میشه. البته من خودم قائلم که لخت در نظر گرفتن ناظر توپ چه به صورت موضعی چه به صورت سرتاسری نباید مشکل‌ساز باشه. این موضوعو از این جهت می‌گم که مسائل مشابهی چند سال پیش به ذهن خودم رسیده بود و بازخوردهای مختلفی به دستم رسید.

حالا چرا مسئله رو ساده‌تر نمی‌کنید تا راحت‌تر بشه بررسیش کرد؟ مثلاً فرض کنید به جای سه جرم گرانشی توی مثال خودتون، سه تا بار الکتریکی داریم که توی یه جور تعادل استاتیک هستن (بار وسطی رو منفی و دو بار دیگه رو مثبت فرض کنید) حالا از دید ناظر متحرک که در راستای سه بار حرکت می‌کنه و طبق نسبیت خاص، "میدان الکتریکی" منسوب به هر بار، در طرف چپ و راست همچنان متقارن باقی می‌مونه ولی در طرف چپ و راست هر دو به یک نسبت ضعیف‌تر و در بالا و پایین هر بار هم به یه نسبت قوی‌تر اندازه‌گیری میشه، البته یه نیروی لورنتس هم میاد توی کار که روی هم رفته باعث میشه اون تعادل استاتیک، همچنان از دید ناظر متحرک هم برقرار باشه. ولی این مثال تضمین نمی‌کنه که گرانش هم باید لزوماً مثل میدان‌های الکترومغناطیس عمل کنه.

از دید ناظر متحرک، فرکانس یک لیزر آبی تر و دیگری قرمز تر میشه، اما تناقضی به وجود نمیاد. چون مکانیسمی که میخواد لامپ رو روشن کنه خودش در حال حرکته و در نهایت بسامد یکسانی رو از دو طرف احساس میکنه. اما در مورد گرانش مسئله یکم فرق میکنه، اگر فرض کنیم نه تنها گرانش نسبیه بلکه گرانشی که جسم متحرک احساس میکنه هم وابسته به جهت سرعت خود اون جسم متحرک هست (دقیقا مثل مکانیسم روشن کننده دو لامپ که باید حرکتش رو در نظر بگیریم)، اون موقع به مشکل دیگه ای میخوریم که توی پیام قبلیم نوشتم.

میشه یه مقداری بیشتر توضیح بدید که چطور سنسور متحرک صرفاً بخاطر حرکتش، و با وجود متفاوت بودن بسامدهای شلیک شده به سمتش، عملاً بسامدهای یکسانی رو اندازه‎گیری می‌کنه؟ صرفاً می‌خوام بدونم که تا چه حد به موضوع تسلط دارید.

[rohamavation]

بله، البته. برای مدل‌سازی دقیق تر این مسئله می‌توانم از قانون های مکانیک برداری و معادلات حرکت استفاده کنم. برای محاسبه حرکت و تأثیر گرانش بین سه جسم از معادلات نیوتن و مکانیک برداری استفاده میکنم. میتوانم با استفاده از معادلات دیفرانسیل نشان دهم که در شرایط معین سیستمی از سه جرم متصل به هم میتونه در تعادل باشه. برای این منظور من از قانون دوم نیوتن برای هر یک از جرم‌ها استفاده میکنم.فرض کنید ( m_1 )، ( m_2 ) و ( m_3 ) به ترتیب جرم‌های کره‌های اول، وسطی و سوم باشند. همچنین فرض کنید ( x_1 )، ( x_2 ) و ( x_3 ) به ترتیب موقعیت‌های این سه جرم باشند. می‌تونم معادلات دیفرانسیل حرکت برای هر یک از جرم‌ها بنویسم. برای مثال شما برای جرم اول دارم:
$[ m_1 \frac{d^2x_1}{dt^2} = -\frac{Gm_1m_2}{(x_1-x_2)^2} - \frac{Gm_1m_3}{(x_1-x_3)^2} ]$
و معادلات مشابه برای دو جرم دیگر نیز دارم این معادلات دیفرانسیل نشون میده که نیروهای گرانشی بین جرم‌ها باعث تغییر موقعیت آن‌ها میشن
حال برای حالت تعادل میتونم فرض کنم که تغییرات موقعیت جرم‌ها به صورتی باشه که جرم‌ها در حالت سکون باشند یعنی:
$[ \frac{d^2x_1}{dt^2} = 0 ] [ \frac{d^2x_2}{dt^2} = 0 ] [ \frac{d^2x_3}{dt^2} = 0 ]$
با قرار دادن این شرایط در معادلات دیفرانسیل حرکت میتونم به دنبال مقادیر تعادلی$ ( x_1 )، ( x_2 ) و ( x_3 ) $بگردیم. این مقادیر تعادلی نشان‌دهنده موقعیت‌هاییه که در آن‌ها نیروهای گرانشی برابر صفر میشن و سیستم در تعادل قرار دارد.
با در نظر گرفتن اینکه هر کره دارای جرم $( m_i )$ و موقعیت $((x_i, y_i, z_i))$ است، میتوانم معادلات مکانیک برداری را برای هر یک از این سه جسم بنویسم. این معادلات شامل قوانین نیوتنی حرکت و قانون گرانش نیوتن میشه که میتونه خیلی پیچیده باشه
با توجه به پیچیدگی این مسئله برای مدل‌سازی دقیق تر و حلش معمولا از روش‌های عددی مانند روش اجزاء محدود یا روش‌های شبیه‌سازی استفاده میشه. این روش‌ها امکان محاسبه تأثیر گرانش بین سه جسم را فراهم میکنه براتون و امکان مدل‌سازی دقیق تر این نوع مسائل را بهتون میده با توجه به قانون گرانش نیوتن، نیروی گرانشی بین دو جسم متناسب با محصول جرم آن‌ها و برعکس متناسب با مربع فاصله بین انهاهستش. در صورتی که کره وسطی در مسیر میان کره‌های اول و سوم قرار بگیره متوازن خواهد ماند و هیچ یک از جسم‌ها به سمت خودش جذب نخواهد کرد.
بنابراین اگر من فرض کنم که فاصله‌ی بین کره‌ها به اندازه‌ی کافی بزرگ باشه و ناظر در سیستم به سرعت ثابت حرکت کنه هیچ گونه عدم تقارنی در گرانش نخواهد بود و هر سه کره به نسبت ناظر ساکن خواهند ماند. که بیان میکنه که حرکت نسبی بین اجسام در مورد گرانش بی‌اثره می‌توانیم با استفاده از قانون گرانش نیوتن و مفهوم تعادل نیرو برای سه کره به این سوال پاسخ دهم. قانون گرانش نیوتن بر اساس فاصله بین دو جسم و جرمشون
$[ F = \frac{G \cdot m_1 \cdot m_2}{r^2} ]$
( F ) نیروی گرانشی بین دو جسم ( G ) ثابت گرانش (معمولاً $(6.674 \times 10^{-11} , \text{m}^3 , \text{kg}^{-1} , \text{s}^{-2}))$,$ ( m_1 )$ و $شش( m_2 )$ جرم دو جسم، ( r ) فاصله بین دو جسم.حال اگر فرض کنم که میان کره وسطی و هر یک از کره‌های اول و سوم فاصله را ( d ) قرار بدم نیروی گرانشی بین کره وسطی و هر یک از کره‌ها اینطوره
$[ F = \frac{G \cdot m \cdot m}{d^2} ]$
زیرا جرم هر سه کره یکسان است و فاصله‌ی آن‌ها نیز یکسانه. حال اگر ناظری که سرعت ثابت داره و به سمت کره‌ها حرکت کنه نیروی گرانشی بین کره وسطی و هر یک از کره‌ها برای ناظر ثابت خواهد بود و هیچ یک از کره‌ها به سمت خودش جذب نخواهد کرد.
خوب برای سادگی، فرض کنید ما یک سیستم سه جسم داریم: کره اول با جرم ${\displaystyle F=G{\frac {m_{1}m_{2}}{r^{2}}},}$
گرانش بین هر جفت از کره‌ها توسط قانون گرانش نیوتن مثل بالاست
حالا، معادلات حرکت برای هر کره $\frac{G m_1 m_2}{r^2} = m_1\ddot{x}_1$
$\[ \frac{G m_1 m_2}{r^2} = m_1 \ddot{x}_1 \]
$
$[ m_1 \frac{{d^2 \mathbf{r_1}}}{{dt^2}} = -\frac{{G m_1 m_2}}{{r_{12}^3}} \mathbf{r_{12}} - \frac{{G m_1 m_3}}{{r_{13}^3}} \mathbf{r_{13}} ]$
$[ m_2 \frac{{d^2 \mathbf{r_2}}}{{dt^2}} = -\frac{{G m_2 m_1}}{{r_{12}^3}} \mathbf{r_{12}} - \frac{{G m_2 m_3}}{{r_{23}^3}} \mathbf{r_{23}} ]$
$[ m_3 \frac{{d^2 \mathbf{r_3}}}{{dt^2}} = -\frac{{G m_3 m_1}}{{r_{13}^3}} \mathbf{r_{13}} - \frac{{G m_3 m_2}}{{r_{23}^3}} \mathbf{r_{23}} ]$
فرض کنید یه جعبه داریم که دو لیزر مشابه دارای نور قرمز در یک راستا و در دو انتهای این جعبه طوری قرار گرفتن که هر دو یه سنسور نوری که در میانه‌ی راه دو لیزر قرار گرفته رو هدف قرار دادن. از دید ناظر ساکن نسبت به سنسور یا لیزرها، سنسور طوری طراحی شده که به رنگ نور حساس بوده و فقط چنانچه بسامدهای یکسانی رو از دو طرف دریافت بکنه (چه همزمان چه ناهمزمان) هیچ جریانی رو توی یه مدار متصل به یه لامپ ایجاد نمی‌کنه و چون رنگ لیزها کاملاً یکسان (قرمز) هست پس از دید ناظر ساکن، سنسور عمل نمی‎کنه و لامپ هم روشن نمی‌شه. حالا آیا میتونید رفتار سنسور از دید یه ناظر متحرک که در راستای لیزرها حرکت میکنه رو بررسی کنید؟میتونم رفتار سنسور از دید یک ناظر متحرک که در راستای لیزرها حرکت میکنه را بررسی کنم. اگر ناظر متحرک با سرعت ثابت به سمت جعبه حرکت کنه به دلیل اثر داپلره فرکانس نوری از دو لیزر به نظر ناظر متحرک متفاوت خواهد بود. این تفاوت فرکانس باعث میشه که سنسور نوری به نوعی عمل کنه.
برای محاسبه این تفاوت فرکانس، از رابطه دیپلر استفاده کن. اگر ( f_0 ) فرکانس نوری لیزر و ( v ) سرعت ناظر متحرک باشد، فرکانس مشاهده شده توسط ناظر متحرک برابره با
$[ f = f_0 \left( \frac{c + v}{c - v} \right) ]$
که در اینجا ( c ) سرعت نور است. اگر ( f_0 ) فرکانس نوری لیزر باشه در حالتی که ناظر متحرک به سمت لیزر حرکت میکنه (به سمت جعبه) فرکانس مشاهده شده افزایش میابه و در حالتی که از لیزر دورتر میشه فرکانس مشاهده شده کاهش میاد
بنابراین اگر ناظر متحرک به سمت جعبه حرکت کنه تفاوت فرکانس نوری از دو لیزر به نظر او باعث عملکرد سنسور میشه. در نتیجه، سنسور نوری در حالتی که ناظر متحرکه عمل میکنه و لامپ روشن میشه. به نسبیت ربطی نداره. اثر داپلر و تفاوت فرکانس نوری از دو لیزر به نظر یک ناظر متحرک باعث میشه که سنسور نوری در حالتی که ناظر متحرکه عمل کنه و لامپ روشن بشه در حالی که از دید یک ناظر ساکن سنسور نوری عمل نمیکنه و لامپ روشن نمیشه

[NREERN]

اینم نکته‌ی قابل تأمّلیه به شرطی که ملاحظات نسبیت عام رو در نظر بگیرید.

نیازی به نسبیت عام نیست. فرض کنید توپ به حد کافی به کره زمین نزدیک هست که شتاب گرانشی رو کمابیش ثابت و مستقل از فاصله توپ از کره در نظر بگیریم. اگر در لحظه رها کردن توپ ارتفاع h رو داشته باشه و شتاب گرانشی با در نظر گرفتن جهت سرعت توپ g باشه، پایستگی انرژی برای لحظه برخورد توپ با کره زمین ایجاب میکنه که mgh = 1/2mv^2. بعد از برخورد، با فرض این که جرم کره زمین نسبت به توپ بینهایت بیشتر هست، پایستگی تکانه ایجاب میکنه توپ با همین سرعت v اما در خلاف جهت قبلیش حرکت کنه، بنابرین برای پیدا کردن ارتفاعی که توپ برمیگیرده طبق پایستگی انرژی داریم 1/2m(-v)^2 = mg_nh_n که g_n شتاب گرانشی جدیدیه که توپ تجربه میکنه به واسطه تغییر دادن جهت سرعت حرکتش و h_n هم ارتفاع اوج توپ توی بازگشت هست. اگر gn و g برابر نباشند، h_n و h برابر نمیشوند. یعنی تا ادعا کنیم که جهت حرکت اجسام در میزان قدرت گرانشی ای که تجربه می کنند اثر گذار هست، به این نتیجه میرسیم که توپ توی یک رفت و آمد به ارتفاع قبلیش بر نمیگرده.

صرفاً می‌خوام بدونم که تا چه حد به موضوع تسلط دارید.

توی مترو با یک نفر در مورد موضوع مورد علاقتون هم کلام شدید. بعد رفته رفته فرد مقابل شروع میکنه به طراحی معماهایی که خودش پاسخشون رو میدونه ولی بهرحال شما جواب میدید چون میخواید یک وقتی بگذرونید و سرگرم باشید. اما بعدش متوجه میشید قصد فرد مقابل از طراحی این سوال ها سرگرمی یا دیدن زوایای دیگه از پاسخ به معما نبوده، بلکه قضاوت کردن شما بوده. به پاسخ دادن ادامه میدید؟

[rohamavation]

مطابق پایستگی انرژی، با فرضیات ذکر شده، اگر در لحظه رها کردن توپ ارتفاع h را داشته باشه دارم:
$[ \frac{1}{2} m v^2 = mgh ]$که در آن v سرعت توپ در لحظه برخورد با کره زمین است و g شتاب گرانشیه. این رابطه پایستگی انرژی را نشون میده.
بعد از برخورد توپ با کره زمین با فرض اینکه جرم کره زمین نسبت به توپ بسیار بزرگتره و توپ به عنوان جسم کوچک در نظر گرفته میشه پایستگی تکانه ایجاب میکنه که توپ با سرعت v، اما با جهت برعکس حرکت کنه بنابراین برای پیدا کردن ارتفاعی که توپ به آن بر می‌گرده می‌تونم از پایستگی انرژی استفاده کنم. در این حالت توپ با سرعت v دوباره بلند میشه و بر اساس پایستگی انرژی دارم:
$[ \frac{1}{2} m (-v)^2 = m g_n h_n ]$
که در آن $g_n$ شتاب گرانشی جدیدیه که توپ به دلیل تغییر جهت و حرکت برعکس تجربه میکنه و $h_n$ ارتفاع اوج توپ در بازگشته.
اگر $g_n$ و g برابر نباشند، h_n و h برابر نخواهند بود. به عبارت دیگر، تا ادعا کنیم که جهت حرکت اجسام تأثیرگذاره نمیتونم بگم که توپ در یک حرکت رفت و آمد به ارتفاع قبلی خود بر میگرده
اول من با استفاده از اصل پایستگی انرژی مقدار انرژی مکانیکی (جمع انرژی پتانسیل گرانشی و انرژی سینتیک) را در دو حالت مختلف محاسبه کردم: زمانی که توپ به ارتفاع بالا می‌رفت و زمانی که به پایین میومد.در حالت اول انرژی مکانیکی توپ برابر با $\large \frac {1} {2} m.V^2$ است (که در ارتفاع ℎ قرار دارد) و در حالت دوم انرژی مکانیکی برابر با $\large \frac {1} {2} m.V^2$- است (که در ارتفاع
$h_n$ قرار داره).حالا با اصل تکانه من و شما می‌دونیم که تغییر جهت حرکت توپ باعث تغییر علامت سرعت شده و معادله تکانه به شکل $mv=−mv_n$ تبدیل میشه.با استفاده از این دو معادله من میتونم ارتفاع جدید$h_n$ را محاسبه کنم. این تحلیل بیان میکنه که حرکت برعکس توپ به تغییر در ارتفاع اوج (یا ارتفاع نهایی) منجر میشه
این تحلیل نشون میده که در شرایط خاصی مثل تغییر جهت حرکت نمیتونیم به سادگی از اصول پایستگی انرژی یا تکانه برای پیش‌بینی حرکت اجسام استفاده کنیم. باید به جزئیات بیشتری توجه کنیم و معادلات مرتبط با موارد خاص را حل کنیم.

[[email protected]]

توی مترو با یک نفر در مورد موضوع مورد علاقتون هم کلام شدید. بعد رفته رفته فرد مقابل شروع میکنه به طراحی معماهایی که خودش پاسخشون رو میدونه ولی بهرحال شما جواب میدید چون میخواید یک وقتی بگذرونید و سرگرم باشید. اما بعدش متوجه میشید قصد فرد مقابل از طراحی این سوال ها سرگرمی یا دیدن زوایای دیگه از پاسخ به معما نبوده، بلکه قضاوت کردن شما بوده. به پاسخ دادن ادامه میدید؟

بستگی داره که طرفم کی باشه. اگه بدونم که آدم بزرگیه که توجه به قضاوتاش می‌تونه برای ارتقاء روحم و معنا بخشیدن به زندگیم سازنده باشه، توی همون مترو و جلوی اون همه جمعیت فشرده، یه ماچ آبدار از اون لبایی که قضاوتم کرد می‎گرفتم! حالا اینکه اون قاضی تا چه حد نسبت به این قضیه معذوریت داشته باشه، به خودش بستگی داره

در هر حال، اگه نخواید به سؤالم درست جواب بدید، قضاوتم رو بر این میذارم که حداقل بر این مسئله‌ی خاص چندان تسلطی ندارید!

[NREERN]

فکر نمیکنم خود بزرگ بینی و بزرگ بودن جمع پذیر باشند.

[[email protected]]

فکر نمیکنم خود بزرگ بینی و بزرگ بودن جمع پذیر باشند.

کاملاً درسته! و این خود شمایید که با توجه به میزان دانش و معرفتتون تعیین می‎کنید که کی بزرگه و کی بزرگ‌بین و مسئولیتش هم با خودتونه!

[Simplexity]

و این گرما که در اجسام باعث ایجاد جاذبه می‌شود احتمالا باعث ایجاد امواج نوری با طول موج کوتاه‌تر از گاما نیز می‌شود که بشر هنوز توان مشاهده آنرا ندارد چون از کوچکترین ساختاری که بشر می‌تواند تغییرات آنرا اندازه بگیرد یعنی از پروتون نیز ریزتر است و روی آن اثر نمیگذارد.

[Simplexity]

بریم سراغ سوال بعدی که یه جورایی به سوال قبل هم مربوط میشه:
به نظرتون دلیل اينکه اجسام وقتی خیلی سرد می‌شوند ابر رسانا و ابر سیال می‌شوند و به طور کلی تلفات خود را از دست می‌دهند چیست؟

[rohamavation]

زمانی که اجسام به دماهای خیلی پایین میرسن مخصوصاً در دماهای نزدیک به صفر مطلق (حدود -273.15 درجه سلسیوس) ویژگی‌های فیزیکشون تغییر میکنه این تغییرات ممکنه باعث تلفات و خسارت‌هایی بر روی ساختار و عملکرد اجسام بشه خوبب اونچه از درس علم مواد میدونم
انقباض مواد:
در دماهای پایین، بسیاری از موادمنقبض میشن به ویژه آب. هنگامی که آب یخ میشه حجش زیاد میشه و در حالت جامد حجمی بزرگتر از حالت مایع داره. این انقباض و انبساط میتونه به ساختار داخلی اجسام آسیب بزنه.
تأثیر حرارت بر مواد:
دماهای پایین میتونه تأثیر مستقیم بر خواص مواد داشته باشه. برخی از مواد به دمای پایین حساسند و در این دماها ممکنه شکل و خصوصیات مکانیکی‌شان تغییر کنه
. بر مواد عبارتند از:
انقباض حرارتی:
در دماهای پایین بسیاری از مواد انقباض حرارتی نشون میدن به این معنا که حجم آنها در دمای پایین‌تر کاهش مییابه. این خاصیت به طراحی سیستم‌ها و اجزاءی که با تغییرات حرارتی سروکار دارن اهمیت داره.
تغییرات خواص مکانیکی:
در دماهای پایین، خواص مکانیکی مواد ممکنه تغییر کنن. به عنوان مثال بسیاری از فلزات در دماهای پایین تر از دمای اتاق استحکام بیشتری دارن
تغییرات در رفتار الکتریکی:
برخی از مواد در دماهای پایین تر از حالت جامد، رفتار الکتریکی متفاوتی نسبت به دماهای بالاتر دارند.
تأثیر آب‌بندی:
در دماهای پایین برخی از مواد هم به طور معمول از طریق آب‌بندی تغییرات ناشی از افت دما را تجربه میکنن آب‌بندی میتونه باعث تغییرات فیزیکی و شیمیایی در ساختار مواد بشه
تأثیر خوردگی:
دماهای پایین ممکن است فرایندهای خوردگی را تسریع کنه. آب در حالت یخی ممکنه به عنوان یک عامل خوردگی فعال شه و به سطوح اجسام آسیب برسونه
تأثیر تغییرات دمایی بسیار سریع:
تغییرات دمایی بسیار سریع نیز می‌توانند به عنوان یک عامل تلفات ظاهر بشن. برخی از مواد قابلیت تحمل تغییرات دمایی سریع را ندارن و ممکنه در نتیجه تغییرات ناگهانی دما آسیب ببینند.
در کل، تأثیرات دما بر روی اجسام به ویژه در دماهای خیلی پایین می‌توانند باعث تغییرات ساختاری، خصوصیات مکانیکی، و رفتار شیمیایی آن‌ها شوند که منجر به تلفات و افت قابل ملاحظه در عملکرد اجسام می‌شوند.
موضوع ابرسانا شدن اجسام در دماهای پایین به نام "ابرساناشدگی" (Supercooling) اشاره داره. ابرساناشدگی زمانی رخ میده که یک ماده مایع مثل آب، به دمای زیر نقطه جوش خود برسه اما به حالت جامد تبدیل نمی‌شه. در این حالت، مایع به نظر میرسه که در حالت مایع باقی میمونه اما در واقع ذرات آن به صورت مایع تشکیل یخ نمیدن بهش "آب بی‌یخ" میگیم
دلیل ابرساناشدگی به وجود آمده است به این خاطر اینه که به یک ماده مایع انرژی کمی برای شروع فرآیند تشکیل یخ نیاز داره. در واقع، مولکول‌ها و ذرات درون مایع نیاز به هسته‌های کریستالین برای شروع فرآیند جامد شدن دارن. در دماهای پایین، که انرژی حرکت ذرات کمتره این هسته‌های کریستالینی شکل نمیگیره
در صورتی که یک مایع به دمای زیر نقطه جوش خود برسه اما هسته‌های کریستالی شکل نگیره ممکنه به حالت ابرسانا بره. اگر به این مایع حالتی بیشتر انرژی داده بشه میتونه به صورت ناگهانی به حالت جامد تبدیل بشه
تو دماهای پایین، چندتا ماده هستن که میشن، مثل ابر، ابرسانا یا ابرسیال. اینجوری میشن چون ویژگی‌های مولکولی و ساختاریشون تو شرایط سرد خاصه. دلایل اصلیشم اینا هستن:
تغییر حالت ماده:
وقتی دما پایین میاد، خیلی از مواد از حالت مایع به حالت جامد می‌رن. ولی بعضی مواد می‌تونن تو این دماها به شکل ابرسانا یا ابرسیال تغییر حالت بدن. یعنی در دماهای پایین‌تر از نقطه ابرسانای خودشون، به شکل مایع یا یه حالت مابین مایع و جامد تبدیل می‌شن.
تشکیل شبکه بلوری:
تو خیلی از مواد، وقتی دما پایین میاد، مولکول‌ها یا اتم‌ها به هم متصل می‌شن و یه ساختار بلوری درست می‌کنن. این ساختار بلوری می‌تونه خصوصیات ابررسانایی یا ابرسیالی داشته باشه.
تأثیر نقطه انجماد:
نقطه انجماد یا نقطه یخ‌زدگی نشون‌دهنده دماییه که یه مایع به حالت جامد می‌ره. بعضی مواد دمای انجماد پایینی دارن و تو دماهای پایین‌تر از این نقطه به شکل ابرسانا یا ابرسیال تغییر حالت می‌دن.
ویژگی‌های ساختاری:
ساختار مولکولی یا اتمی هم می‌تونه تأثیرگذار باشه. بعضی از مواد با ساختارهای خاص، حتی تو دماهای پایین، به شکل ابررسانا یا ابرسیال تغییر حالت می‌کنن.
خلاصه اینکه، بعضی مواد تو دماهای پایین می‌تونن ابررسانا یا ابرسیال باشن و خصوصیات مثل انتقال حرارت و الکتریسیته تو این شرایط رو نشون بدن.
پس موادی که در دماهای پایین به شکل ابررسانا یا ابرسیال تغییر حالت میدن مانند بسیاری از فلزات ممکنه مقاومت الکتریکی خود را از دست بدن. این پدیده به نام "افت مقاومت الکتریکیResistivity Drop" معروفه و به عنوان یکی از ویژگی‌های خاص مواد در دماهای پایین شناخته می‌شود. دلایل این افت مقاومت الکتریکی به شرح زیر است:
تغییر در جنبه میکروسکوپی:
در دماهای پایین، ترتیب و تراکم اتم‌ها یا مولکول‌ها در مواد تغییر می‌کند. این تغییرات میکروسکوپی می‌توانند باعث افت مقاومت الکتریکی شوند. به عبارت دیگر، الکترون‌ها به‌راحتی تر از یک نقطه به نقطه دیگر حرکت کرده و مقاومت کمتری تجربه می‌کنند.
تشکیل ساختار بلوری خاص:
در برخی از مواد، به ویژه فلزات، در دماهای پایین ترتیب بلوری به شکل خاصی تغییر میکن. این ساختار بلوری ممکن است باعث شود الکترون‌ها به آسانی‌تر از مواد حرکت کنند و مقاومت الکتریکی کاهش یابد.
فعالیت گرمایی الکترون‌ها:
در دماهای پایین، فعالیت گرمایی الکترون‌ها (اهتزاز و جابجایی آن‌ها) به شدت کاهش می‌یابد. این باعث کاهش اثرات مرتبط با ارتجاع الکترون‌ها و در نتیجه افت مقاومت الکتریکی می‌شود.
تأثیرات مغناطیسی:
برخی از مواد در دماهای پایین ممکن است خصوصیات مغناطیسی‌شان نیز تغییر کند. این تغییرات می‌توانند باعث افت مقاومت الکتریکی شوند.
در کل، این تغییرات در دماهای پایین می‌توانند باعث افت مقاومت الکتریکی در برخی از مواد شوند، که مواد را به عنوان ابررسانا یا ابرسیال در دماهای پایین تعریف می‌کنند. این خصوصیت به عنوان یکی از ویژگی‌های مفید در کاربردهایی مانند تکنولوژی سرد، سوپررسانایی، و تحقیقات فیزیک مورد استفاده قرار می‌گیرد.
تو دماهای پایین، موادی که داریم می‌تونن تغییر حالت بدن. به اصطلاح اینا میشن ابررسانا یا ابرسیال. حالا چرا؟
شبکه بلوری:
در دماهای پایین، مثل فلزات، میشه که ساختار بلوریشون تغییر کنه. این ساختار باعث میشه الکترون‌ها به‌راحت‌تر بچرخن و مقاومت کمتری داشته باشن.
تغییر حالت مایع:
حتی ممکنه که مواد به شکل ابرسانا یا ابرسیال تغییر حالت بدن. مثل فلزات که ممکنه به شکل مایع یخی یا مایع یخ تبدیل بشن.
ویژگی‌های مولکولی و ساختاری:
همچنین ساختار مولکولی یا اتمی مواد نیز در این دماها تغییر می‌کنه. برخی مواد با ساختار خاص، مثل فلزات، تو دماهای پایین می‌تونند به شکل ابررسانا یا ابرسیال تغییر حالت بدن.
فعالیت گرمایی:
فعالیت گرمایی الکترون‌ها در دماهای پایین به شدت کم میشه. این باعث میشه که اثرات مرتبط با ارتجاع الکترون‌ها کاهش پیدا کنه و مقاومت الکتریکی کمتر بشه.

[Simplexity]

خب حالا که کسی مشتاق نیست خودم جواب میدهم
علتش تعادل نیرو ها است.اصلا تا حالا به این نکته دقت کردید که دما چیست ؟جنبش ملکول ها.
علت اصلی اینکه درون یک جسم تلفات وجود دارد عدم هماهنگی جنبش ذرات اون جسمه
حالا اگه ما این جنبش را متوقف کنیم چی میشه؟حرکت تمام ذرات اون جسم با هم هماهنگ می‌شود و اگر ما هر جنبشی را درون آن ایجاد کنیم حکم محرک و علت اولیه را خواهد داشت و تمام حرکت های بعدی اون جسم در حکم معلول خواهد بود که چاره ای ندارد جز اینکه حرکت آغازین را حفظ کند درست مانند دومینویی که منتظر یک حرکت آغازین است که باعث شود تعادل نیرو ها به هم خورده و واکنش زنجیره ای از حرکت های بعدي که معلول حرکت اولیه است بوجود آید و به این ترتیب جسم در دما های پایین ابر سیال و ابر رسانا می‌شود.