关于“绝对零度” 关于绝对零度的问题

\u5173\u4e8e\u7edd\u5bf9\u96f6\u5ea6

\u7b80\u5355\u6765\u8bf4\uff0c\u5206\u5b50\u5b8c\u5168\u505c\u6b62\u8fd0\u52a8\u7684\u6e29\u5ea6\u5c31\u662f\u7edd\u5bf9\u96f6\u5ea6\u3002
\u5206\u5b50\u70ed\u8fd0\u52a8\u548c\u6e29\u5ea6\u606f\u606f\u76f8\u5173\uff0c\u5982\u679c\u6e29\u5ea6\u4f4e\u4e8e\u7edd\u5bf9\u96f6\u5ea6\u4e86\uff0c\u4f60\u89c9\u5f97\u5206\u5b50\u8981\u600e\u4e48\u8fd0\u52a8\u5462\uff1f

为什么不能达到绝对零度

1848年,英国科学家威廉·汽姆逊·开尔文勋爵(1824~1907)建立了一种新的温度标度,称为绝对温标,它的量度单位称为开尔文(K)。这种标度的分度距离同摄氏温标的分度距离相同。它的零度即可能的最低温度,相当于摄氏零下273度(精确数为-273.15℃),称为绝对零度。因此,要算出绝对温度只需在摄氏温度上再加273即可。那时,人们认为温度永远不会接近于0K,但今天,科学家却已经非常接近这一极限了。

物体的温度实际上就是原子在物体内部的运动。当我们感到一个物体比较热的时候,就意味着它的原子在快速运动:当我们感到一个物体比较冷的时候,则意味着其内部的原子运动速度较慢。我们的身体是通过热或冷来感觉这种运动的,而物理学家则是绝对温标或称开尔文温标来测量温度的。

按照这种温标测量温度,绝对温度零度(0K)相当于摄氏零下273.15度(-273.15℃)被称为“绝对零度”,是自然界中可能的最低温度。在绝对零度下,原子的运动完全停止了,并且从理论上讲,气体的体积应当是零。由此,人们就会明白为什么温度不可能降到这个标度之下,为什么事实上甚至也不可能达到这个标度,而只能接近它。

自然界最冷的地方不是冬季的南极,而是在星际空间的深处,那里的温度是绝对温度3度(3K),即只比绝对零度高3度。

这个“热度”(因为实际上我们谈到的温度总是在绝对零度之上)是作为宇宙起源的大爆炸留存至今的热度,事实上,这是证明大爆炸理论最显著有效的证据之一。

在实验室中人们可以做得更好,能进一步地接近于绝对零度,从上个世纪开始,人们就已经制成了能达到3K的制冷系统,并且在10多年前,在实验室里达到的最低温度已是绝对零度之上1/4度了,后来在1995年,科罗拉多大学和美国国家标准研究所的两位物理学家爱里克·科内尔和卡尔威曼成功地使一些铷原子达到了令人难以置信的温度,即达到了绝对零度之上的十亿分之二十度(2×10-8K)。他们利用激光束和“磁陷阱”系统使原子的运动变慢,我们由此可以看到,热度实际上就是物质的原子运动。非常低的温度是可以达不到的,而且还要以寻求“阻止”每一单个原子运动,就像打台球一样,要使一个球停住就要用另一个球去打它。弄明白这个道理,只要想一想下面这个事实就够了。在常温下,气体的原子以每小时1600公里的速度运动着,而在3K的温度下则是以每小时1米的速度运动着,而在20nK(2×10-8K)的情况下,原子运动的速度就慢得难以测量了。在20nK下还可以发现物质呈现的新状态,这在70年前就被爱因斯坦和印度物理学家玻色(1894~1974)预见了。

事实上,在这样的非常温度下,物质呈现的既不是液体状态,也不是固体状态,更不是气体状态,而是聚集成唯一的“超原子”,它表现为一个单一的实体。

1、绝对零度为什么是-273.15℃?
答:早在1787年,法国物理学家查理发现,理想气体每冷却1℃,其体积就缩小它处于0℃时体积的1/273,这就是查理定律。
于是人们猜想:如果温度降低到零下273℃,气体的体积岂不就是0了?
在物理上,体积为零意味着气体完全消失了,这当然是不会发生的。
这也就是“绝对”温度的来历。
开尔文在进行热力学研究时发现:T=1/(dS/dE),这就是现代温度的定义。
它的物理意义是:温度实际上是对“物体内部构成物质的分子或原子运动平均动能大小”的反映。分子或原子运动愈快,物体愈热,即温度愈高;分子或原子运动愈慢,物体愈冷,即温度愈低。
根据上面的说明,我们就知道:当物体内部的分子或原子运动为0时,物体的温度就是理论最低温度。人们定义这一点是绝对的0度。即0K。
在这之前,人们已经定义了水的沸点是100℃,冰的熔点是0℃,为了使绝对温度和摄氏温度之间的转换比较简单,人们将绝对温度的分划设定的与摄氏温度一样,即冰的熔点到水的沸点之间相差100。由于查理定律的存在,人们定义冰的熔点为为273K。
于是就有了三个固定点:绝对零度(0K)、冰的熔点(273K=0℃)、水的沸点(100℃)。
由此一来,就有了三个固定点而导致温度的不一致。因为科学家希望绝对温度和摄氏温度这两种温标的度数大小朝等,所以每当进行关于这三点的相互关系的准确实验时,总是将其中一点的数值改变达百分之一度。
现在,除了绝对零度外,仅有一固定点获得国际承认,那就是水的“三相点”。1948年确定为273.16K,即绝对零度以上273.16K。当蒸气压等于一大气压时,水的正常冰点略低,为273.15K。
以上就是0K=-273.15℃的来历。

2、人工降温不能达到绝对零度是依据是什么?
答:上面已经说了:绝对0度,意味着气体体积为0,或者分子/原子的运动为0。
所谓运动,是指所有空间、机械、分子以及振动等运动,还包括某些形式的电子运动。然而它并不包括量子力学概念中的“零点运动”。除非瓦解运动粒子的集聚系统,否则就不能停止这种运动。从这一定义的性质来看,绝对0度是不可能在任何实验中达到的。

多少年来,科学家们一直致力于在实验室条件下获得低温。
1926年,科学家们得到了0.71K的低温;
1933年,又得到了0.27K的低温;
1957年,更是创造了0.00002K的超低温记录。
截至目前,科学家们甚至已经得到了1/30000000K(即3.3333×10^(-8)K)的低温。
尽管科学家们费尽心思,仍不可能得到绝对零度。

简单来说,物体的全部分子热运动速度为零时,该物体处于所谓“绝对零度”,即热力学温度0K。摄氏温度是以水的熔沸点来确定的,也就是说,水的熔点是273.15K,所以用摄氏温度来说,绝对零度就是-273.15度了。绝对零度的存在是由理论上定义的。

人工不能达到绝对零度的原因是,使物理降温需使其向另一物体传热或对外界做功,降温需温度更低的物体,所以无法使物理达到绝对零度,而对外界做功,在物体分子运动速度趋于零的条件下,其对外界做功的能力无穷小,所以也不能达到绝对零度。就是说,分子的热运动是不可能停止的。绝对零度无法达到是理论推导出来的结果。

绝对零度是根据理想气体所遵循的规律,用外推的方法得到的。用这样的方法,当温度降低到-273.15℃时,气体的体积将减小到零。如果从分子运动论的观点出发,理想气体分子的平均平动动能由温度T确定,那么也可以把绝对零度说成是“理想气体分子停止运动时的温度”。以上两种说法都只是一种理想的推理。事实上一切实际气体在温度接近-273.15℃时,将表现出明显的量子特性,这时气体早已变成液态或固态。总之,气体分子的运动已不再遵循经典物理的热力学统计规律。通过大量实验以及经过量子力学修正后的理论导出,在接近绝对零度的地方,分子的动能趋于一个固定值,这个极值被叫做零点能量。这说明绝对零度时,分子的能量并不为零,而是具有一个很小的数值。原因是,全部粒子都处于能量可能有的最低的状态,也就是全部粒子都处于基态。

绝对零度是宇宙的温度下限,就是说,宇宙最低温度

不能人工达到的原因是因为,降温需要有吸热原,就是有温度更低的物体

因为绝对零度是宇宙最低温度,没有更低的温度了,所以,人工降温只能接近它,而不能达到它

  • 缁濆闆跺害
    绛旓細缁濆闆跺害鈥 璁¢噺涓婄殑闆剁偣鏈夋椂鏄彲浠ヤ换鎰忛夊彇鐨勶紝渚嬪锛岀粡搴﹂浂搴︽槸浠绘剰纭 瀹氱殑.娓╁害鐨勯浂鐐逛篃鏄竴鏍.鍦ㄦ憚姘忔俯鏍囦腑锛屽皢鍐扮殑鐔旂偣鍙栦綔闆剁搴︼紱 鑰屽湪鍗庢皬娓╂爣涓紝闆剁搴﹀垯澶勪簬鍐扮殑鐔旂偣浠ヤ笅.杩欎袱绉嶆俯鏍囦腑锛屾俯搴 閮藉彲浠ヤ綆浜庨浂搴.灏嗚繎18涓栫邯鏈殑鏃跺欙紝浜轰滑寮濮嬭寰楃儹鏄棤灏藉ご鐨勶紝浣嗗喎浼间箮鏄湁鏋侀檺鐨.鏃㈢劧鍐锋湁...
  • 鍏充簬鈥缁濆闆跺害鈥
    绛旓細鍦ㄥ疄楠屽涓汉浠彲浠ュ仛寰楁洿濂斤紝鑳借繘涓姝ュ湴鎺ヨ繎浜缁濆闆跺害锛屼粠涓婁釜涓栫邯寮濮嬶紝浜轰滑灏卞凡缁忓埗鎴愪簡鑳借揪鍒3K鐨勫埗鍐风郴缁燂紝骞朵笖鍦10澶氬勾鍓嶏紝鍦ㄥ疄楠屽閲岃揪鍒扮殑鏈浣庢俯搴﹀凡鏄粷瀵归浂搴︿箣涓1锛4搴︿簡锛屽悗鏉ュ湪1995骞达紝绉戠綏鎷夊澶у鍜岀編鍥藉浗瀹舵爣鍑嗙爺绌舵墍鐨勪袱浣嶇墿鐞嗗瀹剁埍閲屽厠路绉戝唴灏斿拰鍗″皵濞佹浖鎴愬姛鍦颁娇涓浜涢摲鍘熷瓙杈惧埌浜嗕护...
  • 鍏充簬缁濆闆跺害鐨勮娉曚腑,姝g‘鐨勬槸( ) A.姘斾綋鍦ㄧ粷瀵归浂搴﹂檮杩戞墍鏈夊垎瀛愰兘灏嗗仠...
    绛旓細A銆佺墿浣撳浜庢案涓嶅仠鎭殑鏃犺鍒欒繍鍔紝A閿欒锛汢銆佸湪缁濆闆跺害闄勮繎锛屾皵浣撶殑鐗╃悊鎬ц川鍙戠敓鍙樺寲锛屽帇寮轰笌鐑姏瀛︽俯搴︽垚姝f瘮鐨勫叧绯诲皢涓嶅瓨鍦紝B閿欒锛汣銆佺敤鎽勬皬娓╂爣鏉ヨ〃绀猴紝缁濆闆跺害鐨勬暟鍊间负-273鈩冿紝C姝g‘锛汥銆佺粷瀵归浂搴︽槸涓鍒囦綆娓╃墿浣撶殑鏋侀檺锛屼笉鍙兘杈惧埌锛孌閿欒锛涙晠閫塁 ...
  • 鍏充簬缁濆闆跺害
    绛旓細1.鍥犱负绉戝瀹為獙璇佹槑锛氳嚜鐒惰В鏈浣庢俯搴︿负-273.15 2.濡傛灉鏄悓绉嶇墿璐紝鍚屾牱璐ㄩ噺灏变細 3.鑳斤紝浣嗗鏋滈檷娓╃殑閫熷害鏋佸揩鐨勮瘽锛屽彲鑳戒笉浼氭锛堣繖灏辨槸閫熷喕鎶鏈級4.涓嶅瓨鍦紝鍙兘鏃犻檺鎺ヨ繎 5.涓嶇煡閬擄紝浣嗗簲璇ヤ笉浼氱垎鐐革紝锛屽簲璇ヤ細褰㈡垚鏅朵綋鐨勪复鐣岀墿璐
  • 鎵璋撶殑缁濆闆跺害,鏄寚鐨勬俯搴︽濂借揪鍒伴浂搴﹀悧?
    绛旓細棣栧厛缁欏ぇ瀹剁鏅竴涓嬶紝鎵璋撶殑缁濆闆跺害骞朵笉鏄垜浠棩甯哥敓娲讳腑鎵閬囧埌鐨0鎽勬皬搴︽俯搴︺傜粷瀵归浂搴︽槸浜虹被瀵逛簬鐑噺瀹氫箟涓殑鏈浣庢爣鍑嗭紝瀹冧唬琛ㄤ簡鏈浣庢俯搴︾殑鏋侀檺銆傚湪杩欎釜鏉′欢涓嬶紝鐔佃揪鍒颁簡鏈灏忓笺傛寜鐓т汉绫荤幇鏈夌殑鎶鏈紝鍙互鏃犻檺閫艰繎杩欎釜缁濆闆跺害锛屼絾鏄嵈娌℃湁鍔炴硶杈惧埌銆傝繖灏辨槸鍏充簬缁濆闆跺害鐨勪竴浜涘熀纭鐭ヨ瘑銆備笅闈㈠啀鏉ョ粰澶у...
  • 鍏充簬缁濆闆跺害
    绛旓細瀹冪殑闆跺害鍗冲彲鑳界殑鏈浣庢俯搴︼紝鐩稿綋浜庢憚姘忛浂涓273搴︼紙绮剧‘鏁颁负-273.15鈩冿級锛岀О涓缁濆闆跺害銆傚洜姝わ紝瑕佺畻鍑虹粷瀵规俯搴﹀彧闇鍦ㄦ憚姘忔俯搴︿笂鍐嶅姞273鍗冲彲銆傞偅鏃讹紝浜轰滑璁や负娓╁害姘歌繙涓嶄細鎺ヨ繎浜0K锛屼絾浠婂ぉ锛岀瀛﹀鍗村凡缁忛潪甯告帴杩戣繖涓鏋侀檺浜嗐傜墿浣撶殑娓╁害瀹為檯涓婂氨鏄師瀛愬湪鐗╀綋鍐呴儴鐨勮繍鍔ㄣ傚綋鎴戜滑鎰熷埌涓涓墿浣撴瘮杈冪儹鐨勬椂鍊...
  • 缁濆鍐扮偣鏄灏戝害(缁濆闆跺害,鏈浣庣殑娓╁害)
    绛旓細缁濆鍐扮偣锛屽嵆缁濆闆跺害锛屾槸娓╁害鐨勬渶浣庡彲鑳藉硷紝瀹氫箟涓-273.15鎽勬皬搴︼紙°C锛夋垨0寮灏旀枃锛圞锛夈傝繖涓蹇电殑鎻愬嚭婧愪簬鐗╃悊瀛﹀鐑幇璞$殑鐮旂┒銆傚湪缁濆闆跺害涓嬶紝鐗╄川鐨勫垎瀛愯繍鍔ㄥ皢瀹屽叏鍋滄锛岃繖鎰忓懗鐫鎵鏈夌殑鐑繍鍔ㄩ兘浼氭秷澶便傝櫧鐒剁悊璁轰笂瀛樺湪缁濆闆跺害杩欎釜姒傚康锛屼絾鍦ㄧ幇瀹炰笘鐣屼腑锛屼汉绫昏繕鏃犳硶杈惧埌鎴栨帴杩戣繖涓俯搴︺傜洰鍓嶏紝...
  • 缁濆闆跺害鑳藉喕浣忓厜涔?缁濆闆跺害鏈夊鎭愭栭浂涓273鐨勫▉鍔
    绛旓細缁濆闆跺害鏄儹鑳藉涓婄殑鏈浣庢俯搴︼紝鍦ㄧ幇瀹炰腑涓嶅瓨鍦紝浣庤嚦闆朵笅273.15搴︼紝鍏充簬鑳戒笉鑳藉喕浣忓厜锛屾湁浜鸿鍥犱负鍦ㄧ粷瀵归浂搴︿笅锛屼竴鍒囩墿璐ㄩ兘浼氬仠姝㈢儹杩愬姩锛屾墍浠ヤ笉鑳斤紝浣嗕篃鏈変汉杩愮敤閫嗘帹娉曪紝璇佹槑浜嗗綋澶栭儴鐨勭粷瀵归浂搴﹀尯鍩熶骇鐢熷法澶х殑娓╁害姊害鏃讹紝鍏夊氨鏃犳硶姝e父浼犳挱锛屽湪涓嬮潰灏辫窡鐫鏈珯鎴戜竴璧锋潵鐪嬬湅鍚!浠涔堟槸缁濆闆跺害?
  • 涓哄暐10涓囦嚎搴﹂珮娓╅兘鍙互绐佺牬,鍗存棤娉曠獊鐮缁濆闆跺害鍛?
    绛旓細鍏充簬鏈浣庢俯搴︾殑瀹氫箟鏁板间负—273.15鎽勬皬搴︼紝鍗虫渶浣庢俯搴︾殑鏋侀檺锛屼篃琚О涓缁濆闆跺害锛屽洜姝わ紞273.15鈩冨氨鏄儹鍔涘褰撲腑鐨勭粷瀵归浂搴︺傜粷瀵归浂搴︾殑鍙戠幇銆傚湪16涓栫邯鏈紝娉曞浗鐗╃悊瀛﹀闃胯挋椤垮彂鐜帮紝鍦ㄦ按鐨勬哺鐐逛互涓嬶紝娓╁害涓庢皵浣撶殑鍘嬪姏鎴愭姣斻備粬璁や负鍘嬪己鐨勪笅闄嶆槸鏈夋瀬闄愮殑锛屽洜姝ゆ俯搴︿篃鏄湁涓嬮檺鐨勶紝閫氳繃璁$畻浠栬涓...
  • 浠涔堝彨鍋缁濆闆跺害
    绛旓細瓒呰秺鐨勨滈浂搴︹濓紝浜庢槸锛屽紑灏旀枃寮曡繘浜嗗紑姘忔俯鏍囥傚紑姘忔俯鏍囦腑鐨勯浂搴 鏄笉鍙秴瓒婄殑锛屽洜鑰屽彨鍋氣缁濆闆跺害鈥濄傝繖鏄滅粷瀵光濅簩瀛楃殑涓绉嶇墿 鐞嗘兜涔夈1787骞达紝娉曞浗鐗╃悊瀛﹀鏌ョ悊鍙戠幇锛岀悊鎯虫皵浣撴瘡鍐峰嵈1鎽勬皬搴︼紝鍏 浣撶Н灏辩缉灏忓畠澶勪簬0鈩冩椂浣撶Н鐨1/273锛岃繖灏辨槸钁楀悕鐨勬煡鐞嗗畾寰嬨傚 鏋滅悊鎯虫皵浣撹鍐峰嵈鐨勮繃绋嬩竴鐩寸户缁...
  • 扩展阅读:网名叫零度的心理 ... 零度网名对应的 ... 零度网名啥意思 ... 网名叫零度情侣名 ... 零度名字加入符号 ... 网名零度的完美解释 ... 零度取昵称 ... 含零度的昵称 ... 零度的情侣昵称 ...

    本站交流只代表网友个人观点,与本站立场无关
    欢迎反馈与建议,请联系电邮
    2024© 车视网