什么是绝对零度(什么是绝对零?)

尊敬的读者,感谢您在百忙之中阅读我的文章,这是对我努力的肯定,也是持续创作的动力,向您致以我最诚挚的敬意,希望能得到您的一个”关注”,在此感谢!

常被问到有关太空温度的问题,有时我不得不使用绝对零温度这样的概念。对此,我最近收到以下问题:

请告诉我绝对零是什么意思?温度怎么可能不能低于这个值呢?如果温度的下限绝对为零,那么是否存在某种上限?

绝对零确实是物质可以假设具有的最低温度。它是 0 开尔文或 -273.15 摄氏度。要理解为什么物体不能冷却到更低的温度,您首先需要了解:温度到底是什么?

很多人都听过这个问题的答案:温度是身体热量的衡量标准,但这句话是什么意思呢?所有物质都由随机运动或振荡的粒子联通大流量卡组成,温度实际上表征了这些粒子运动的平均速度。粒子运动得越快,它们的动能就越大,这意味着物体的内能就越大,因此物体的温度就越高。

尽管为了严谨起见,在仇恨者介入之前,动能的作用不仅取决于粒子的速度,还取决于粒子的质量,因此人们认为较热的物体具有较高的平均动能,而不是平均速度。但今天这对我们来说并不重要。

布朗运动。

当物体冷却时,其粒子的平均运动速度会降低,但速度不可能永远降低;迟早物体内的所有粒子都会停止。发生这种情况的假设温度称为绝对零温度。

为什么这个温度是假设的?不,不是因为这只是一个假设,而是因为在实践中不可能实现。我们使物质的温度越接近绝对零,就越难以从中带走剩余的微观能量。使用任何技术,联通大流量卡每次重复冷却过程时,我们都将能够获取一定比例的剩余能量,但我们无法全部获取。因此,无论我们重复冷却过程多少次,总会残留一些能量,这意味着粒子将继续移动。

假设要将某物冷却到绝对零,您需要温度低于绝对零的制冷剂,但我们无法获得。

当它们接近绝对零时,物质开始表现出新的、不寻常的特性:超流动性、超导性等。

好吧,绝对零是可能的最低温度,但是有最高温度吗?是的,它有一个名字:普朗克温度。它大约为 1.417×10³2 开尔文或摄氏度,在如此高的温度下,这两个尺度之间的差异可以忽略不计。

普朗克温度的定义如下:任何受热的物体都会发射电磁波,电磁波的波长取决于物体的温度。温度越高,波长越短。达到普朗克温度后,波联通大流量卡长将等于普朗克长度(1.616 × 10⁻35 m)——基本常数之一。

在如此小的尺度上,现代物理学就不再起作用了。这里我们需要一个成熟的量子引力理论,但我们尚未发展出该理论,这意味着我们无法描述温度高于普朗克温度的物体的行为。

有一种假设认为,宇宙在大爆炸后的第一刻就被加热到了普朗克温度。但目前还没有证实这一点。

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