众所周知,人类用温度来表示物体的冷热程度 。为什么绝对零度是物体的最低温度?如果物体的温度最低,那么有最高温度吗?
首先,什么是绝对零度?气温在摄氏零度以下273.15°,如果使用国际温度标准开尔文,那么绝对零度就是0凯尔文在这里 。
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要回答这个问题,温度的概念要扩大 。除了表示冷热的程度,也可以理解为大量粒子随机运动强度的平均描述 。当我们用手触摸一个物体时,这个物体表面的粒子在剧烈运动,我们的皮肤上也有原子和分子 。当两人相遇,震动剧烈的会带动震动不太剧烈的,这种刺激会通过神经传递到大脑,由大脑处理,你会感觉到温度 。
所以说,我们感受到的冷暖只是神经信号的再加工,它不是物理属性 。描述物体温度的物理性质,只说物体内大量粒子运动的强度 。
考虑到这一点,绝对零度的概念很简单 。粒子移动得越慢,一般来说,温度越低 。当你运动最慢的时候,你就是不运动,没办法比不运动的时候还慢,所以当它绝对为零时,大量粒子的随机运动就停止了 。
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什么时候粒子完全不运动?那不可能,物理学有一个不确定的原理:物体的位置和动量不能同时确定 。随着位置变得越来越精确,势头越不确定,反之亦然 。一旦位置被确定,物体的速度是无限的,那相当于无限制的剧烈运动 。一旦确定了速度,物体的位置将是空间中的任何位置,所以这个粒子根本找不到,更不用说缺乏运动了 。
因为这条法律,所以绝对零度是不可能达到的,只能无限接近 。那零下273.15°它是如何测量的?因为在热力学实验中发现,在绝热过程中,保持气体压力恒定,每当气体温度下降时1°C,气体的体积减少0°C时间-体积273.15分之一,因此可以推断出273.15这个值 。
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那么物体的温度有上限吗?理论上是有的,只要有足够的能量,大量粒子运动更加剧烈 。你移动得越快,一般来说,温度越高 。但这项运动应该有个上限,当运动速度超过光速时,物理属性开始失效,这个时候,即使是组成物质的原子也不一定能维持原来的结构,你描述的对象已经不是它了,所以这是最高温度 。这个温度也被称为普朗克温度,约为1.41679×十^32 K,大概是1000亿度 。
【绝对零度是多少 绝对零度是多少开尔文】那么我们人类现在能制造的最低温度是多少呢?它大约比绝对零度高十亿分之一度 。在未来,通过将一些特殊的原子送入太空,这个温度可能会被打破,我们拭目以待 。
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