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绝对零度是多少度?

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  • 2024-05-12 19:52:59

绝对零度指的是热力学中的最低温度,是开尔文温度标定义的零点。换算成摄氏温标则是零下273.15摄氏度。并且根据热力学第三定律,绝对零对是永远无法达到,只可无限接近。

绝对零度的简介

绝对零度指的是热力学中的最低温度,是开尔文温度标定义的零点。换算成摄氏温标则是零下273.15摄氏度。在绝对零度时,物体分子没有动能和势能,动势能为0,因此物体的内能也是0。

温度是我们人类文明进步史上一个伟大的应用,因为学会了使用有机物来制造火焰。我们人类才从茹毛饮血里面过渡到熟食阶段,渐渐的发展出了独特的饮食文化。随着科技进步越来越快,在现代物理学的帮助下,我们人类才慢慢的明白,温度除了会升高之外,同样也会下降而绝对零度就是温度的最低极限。

现代的热力学里面告诉我们的是,温度在升高的同时同时也可以下降。目前,我们人类科学家们通过研究这个绝对零度得到的结果是零下-273.15摄氏度。在这么低的温度下物体分子没有势能和动能,这个动势能为零的时候物体里面能力也是为零。也就是说在绝对零度的时候,任何物质都没有热量和能量的存在。

根据现代热力学第三定律分析的情况,这个绝对零度以目前情况来看根本没有办法达到,唯一的可能就是无限的逼近。因为任何空间,不管是大的还是小的,都有可能存在一些热量和能量。这些能量只会不断的转换而不会消失不见,所以这个绝对零度在这个世界上根本是不存在的,除非空间里面没有任何的热量和能量,意思也就是说空间总体积必须是零的情况才能达到绝对零度。

虽然在自然界里面这个绝对零度不会存在,但在真空的宇宙里面,这样的情况确实真实存在的。曾经有天文学家们发现有一个宇宙,这个宇宙名字叫做回力棒星云。回力棒星云中的温度是零下272摄氏度,是目前所知道的宇宙里面最冷的地方,所以这里被称为是宇宙冰盒子。这个宇宙的温度只差一度就可以达到绝对零度。

绝对温度的发明

绝对温度或绝对零度是英国物理学家William Thomson在1848年发明的invented.Thomson以法国物理学家Charles的理论为基础给出一个绝对的刻度absolute scale.Charles的观察显示,气体在0℃也能继续降温变冷(从而体积变小),温度每降低1℃,气体的体积就会减小1/273.Charles的定律显示,在-273℃时,气体的体积将变为0.这种现象令那些不能理解气体的体积会变为零的科学家们困惑不解,或者说,当体积变为零时,气体到底发生了什么情况?

与焦耳在冷却气体方面一起工作之后,Thomson给出了如下建议:气体的温度是气体atoms(我们现在知道气体是以分子形式存在的,这里使用atom,主要是想表达气体的最小微粒,而不是原子的概念)的动能的反应.温度降低时气体原子的活性减小,运动量减小,占有的空间减小,因此体积就减小.在-273℃时,每一个原子atom的能量为0,此时他们停止运动并实际上不占有体积,Thomson认为这个理论适合于所有物质。

Thomson提出绝对温度的原因在于,他研究了 carnot-clapeyron理论时发现气体温度计只是提供了一种可操作的温度的定义,(可操作相当于可以实际使用),但是正如Charles的理论所述,当温度低于0°后,气体温度计的示数还会继续缩小,这和惠更斯提出的以冰点0°为0点的理论是相互矛盾的,理论的0点,按照Charles的理论,应该是-273°,这就需要提出一种新的温度的刻度,这种刻度的0点是摄氏度的-273°。

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