켈빈 경 · 절대온도
가장 차가운 온도는 있을까?
그때 그곳
온도계의 눈금은 사람이 정한 것입니다. 섭씨는 물이 어는 점과 끓는 점 사이를 100으로 나눈 것이고, 화씨는 또 다른 기준입니다.
그러니 0도는 아무 의미가 없습니다. 그저 물이 어는 자리일 뿐이죠. 그렇다면 진짜 0, 더 내려갈 수 없는 온도라는 게 있을까요.
왜 이 질문이었나
단서는 기체에 있었습니다. 기체를 식히면 부피가 줄어드는데, 그 줄어드는 비율이 일정합니다. 1도 내릴 때마다 일정한 양씩 줄어듭니다.
그 직선을 그대로 연장하면 어느 지점에서 부피가 0이 됩니다. 섭씨 영하 273도 근처입니다.
실제로 부피가 0이 되지는 않습니다. 그 전에 기체가 액체가 되니까요. 하지만 그 지점보다 아래는 의미가 없다는 신호였습니다.
알아낸 것
켈빈은 이 지점을 절대영도로 놓고, 여기서부터 세는 온도 눈금을 제안했습니다. 물이 어는 점은 273켈빈이 됩니다.
이것은 눈금을 하나 더 만든 게 아닙니다. 온도가 무엇인지에 대한 답입니다. 온도는 알갱이들이 얼마나 활발히 움직이는가이고, 절대영도는 그 움직임이 최소가 되는 자리입니다.
오늘날 실험실은 절대영도에 10억분의 1도까지 다가갑니다. 다만 도달하지는 못합니다. 도달할 수 없다는 것 자체가 열역학의 결론입니다.
이전 생각
온도의 0은 사람이 정한 자리였고, 아래로 끝이 있는지 몰랐다
증거
여러 기체가 온도에 따라 부피가 줄어드는 직선이 한 점에서 만난다
그 뒤
온도가 무엇인지가 정의되고, 열역학이 절대 눈금 위에서 쓰이게 되었다