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刷新认知,绝对零度是怎么回事?

2019-01-31 13:43:24 情感天地163℃

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改写认知,绝对零度是怎样回事?

绝对零度是多少呢?就是摄氏零下273.15°,当然,这用的是摄氏温标,假如用世界温标,开尔文的话,那绝对零度就是0开尔文了。

  

  

温度的概念假如咱们了解为冷热,就太外表化了,至少咱们要把温度了解成很多粒子随机运动剧烈程度的均匀描绘。很多,有多大呢?估量至少也得有几万亿个原子那种规划才行。这时分,让咱们的手摸到一个物体,这个物体外表的微粒正在剧烈的运动,咱们皮肤上也有原子、分子,两个一碰触,振荡得剧烈的带动振荡不那么剧烈的也震起来了,这种影响就会被神经传给丘脑,信号在丘脑中搜集后送到皮层,通过认识的加工,就会感觉这水温很适宜,能够美美的泡个澡了。

  

  

所以感觉到冷暖是神经信号的再加工,并不是物理特点。物理特点仍是源于粒子的运动,可是温度也只能用在描绘很多粒子的时分,只需一个粒子的时分温度是没有含义的。这有点像出生率,只需几十万人以上,你才谈得上这群人的出生率是多少。只需一个人的时分怎样衡量出生率呢?

  

知道这些你就能够了解,为什么温度没有上限,由于这个假定也有点问题,尽管只需满足多能量,就会导致很多粒子运动得更剧烈,运动得越快,总体上看温度越高。可是有或许组成物质的原子或许都无法坚持原子核的结构了,那时分你描绘的物体现已不是它了,所以温度应该仍是有上限的。

  

  

但关于变冷这个方向,运动得越慢,总体上看温度越低,但运动得最慢,最弱小,那就是不运动了,总不或许比不运动愈加不运动吧。所以绝零度的物理含义就是很多粒子的随机运动都中止了。

  

不知道咱们有没有留心随机运动这几个字,就是说微粒还会在电场内运动,重元素也还有放射性衰变,一个挨近绝对零度的钟摆也仍然会在地球重力效果下精确地摇晃。只不过组成它的微粒的随机运动削弱的十分凶猛。

  

这个应该比较好了解,比方钟摆的摆锤加温到800℃,只需它没消融,它也仍然依照规矩精确地摇晃。原子的随机热运动的速度在很高温度的时分乃至都能到达光速的几十分之一,可是它们全体上仍然能够坚持缓慢的运动。就是这样的道理。

  

  

那可不或许粒子完全不运动了呢?不或许的,你还记得早年咱们说过的不断定原理吗?在物理常用的就是,物体的方位和动量是不能一起是断定的值的,一旦方位断定的时分,物体的速度就是无限大,那就相当于运动无限剧烈。一旦速度断定的时分,物体的方位将是宇宙空间中恣意的方位,所以底子谈不上这个粒子在不在运动了,你都找不到它了。

  

所以最终是由量子力学上这个规矩描绘了绝对零度不或许到达,只能无限挨近,那假如持续诘问,为什么量子力学会有这样的规矩,那就无法持续深入了,最少测起来是这样的,并且从这条假定导出的推论也和观测现实高度符合,所以全部对不对都靠试验说话。

  

  

那你要问,为什么是零下273.15℃呢,为什么不是其他数字,比方373℃?那是由于在热力学试验中发现,绝热过程中,坚持气体压强不变,气体温度每下降1℃,气体的体积削减0℃时体积的273.15分之一,所以就这样推导出了273.15摄氏度这个数值。最开端的试验或许并不能把恒压或许绝热过程操控的十分严厉,所以也只能测出个270左右的数字,不过跟着丈量越来越精细,这个极限值就能测的越来越准了。

  

  

现在人类能够制作的最低温度能到多少呢?大约是比绝对零度高十亿分之一度,这个东西还在建设中,NASA要把一些特别状况的原子送到太空中,这个试验叫冰冷原子试验室。这东西再过3个月由马斯克的SpaceX发到世界空间站去,到时分咱们拭目而待。

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