Q15.2 Qual é a temperatura do vácuo? Explique.

Passo 1

O enunciado pergunta “Qual é a temperatura do vácuo?” e pede uma explicação. O conteúdo aqui envolve a definição de temperatura em termodinâmica (como medida de energia média de partículas ou fótons) e a distinção entre um “vácuo perfeito” sem partículas e o vácuo real do espaço, preenchido pelo fundo cósmico de radiação.

Passo 2

Em termodinâmica, definimos temperatura como a grandeza que mede a energia cinética média de partículas em um sistema ou, no caso de radiação, a distribuição de energia dos fótons segundo a lei de corpo negro (distribuição de Planck). Num vácuo perfeito, não há partículas nem fótons, logo não faz sentido atribuir temperatura, pois não há sistema material nem radiação para caracterizar.

Passo 3

Entretanto, o “vácuo” do espaço interestelar e intergaláctico está preenchido pelo fundo cósmico de micro-ondas (CMB), que é uma radiação de corpo negro cuja distribuição espectral foi medida com alta precisão. Essa radiação confere ao espaço uma temperatura efetiva de
TCMBapprox 2,725,K

Passo 4

Portanto, quando dizemos “temperatura do vácuo” no contexto do universo real, referimo-nos à temperatura dessa radiação de fundo. Num vácuo estritamente sem partículas nem radiação, temperatura não está definida; mas no vácuo cósmico observável, vale-se a temperatura do CMB.

Resposta

A temperatura do vácuo real (espaço cósmico) é cerca de 2,7,K, devido ao fundo cósmico de micro-ondas. Num vácuo perfeito, sem partículas nem fótons, não se pode definir temperatura.

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