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最接近絕對0度的溫度是多少

生活 更新时间:2024-11-24 23:29:26

如果能達到,時間當然會停止。我們來看看所謂的溫度是什麼?而絕對零度-273.15℃意味着什麼?這可不僅僅是時間停止那麼簡單。

攝氏溫标

現在我們最熟悉的溫度單位是攝氏度,是瑞典人攝爾修斯(1701~1744)最早提出來的,以數字刻度表明溫度高低的方法。所以以他的中文譯名的第一個字為單位,符号為℃。

最接近絕對0度的溫度是多少(如果溫度達到了絕對零度)1

1742年,攝爾修斯将一個大氣壓下水的熔點與沸點,分别定義為100℃和0℃(這和現在的認知相反)。溫度越高度數反而越小,這樣顯得非常不自然,所以之後人們把這兩個定義調換了下,變成了0℃和100℃,才形成了我們今天熟悉的攝氏度。

-273.15℃被稱為絕對零度,是因為一切原子、分子的運動在這個溫度将會停止,而溫度的本質就是分子的熱運動,所以比-273.15℃更低的溫度不存在。在另一套溫度換算刻度中,-273.15℃則被作為起始溫度0,這就是開氏溫标,單位為開爾文,符号K。

然而,攝氏度将水的熔點與沸點分别定為易用的0℃和100℃,在我們日常生活中應用更方便。

開氏溫标

比起攝氏溫度——以水結冰時的溫度為基準,以科學家開爾文名字為單位的開氏溫标更為合理,它表現的是“絕對溫度”,所以又被稱為熱力學溫标。其刻度間隔與攝氏溫标相同。

最接近絕對0度的溫度是多少(如果溫度達到了絕對零度)2

它預示着溫度有一個下限,熱力學第三定律,也告訴我們這個下限溫度永遠也達不到。我們最多無限逼近它。

當物質接近這個下限溫度時,會出現一些不可思議的現象。比如,大部分金屬的電阻值将變為了零,變成了我們夢寐以求的超導體。另外,液态氦在低于2.2K的極低溫下,會變成超流體,這是比超導體更有趣的現象。所謂的“超流體”,可以以類似液體的樣子“沿容器壁反重力向上流動”,并能從液體無法通過的狹窄間隙(飛米直徑)中流出。之所以會出現這些神奇的現象,皆因原本存在于普通液體内的“黏性阻力”變為了零。再從根本上來說,這是因為氦原子屬于玻色子,而玻色子不用遵守“泡利不相容原理”(即在費米子組成的系統中,兩個或兩個以上的粒子無法處于完全相同的量子狀态)。

在極限低溫下,作為玻色子的氦原子全部可以變成了同一量子态,整個液氦可以看成一個宏觀的大原子,而以上說的所有神奇現象,都是源于這種量子态,也稱為玻色-愛因斯坦凝聚态

即是玻色子原子在冷卻到接近絕對零度所呈現出的一種氣态的、超流性的物質狀态(物态)。1995年,麻省理工學院的沃夫岡·凱特利與科羅拉多大學博爾德分校的埃裡克·康奈爾和卡爾·威曼使用氣态的铷原子在170 nK的低溫下首次獲得了玻色-愛因斯坦凝聚。在這種狀态下,幾乎全部原子都聚集到能量最低的量子态,形成一個宏觀的量子狀态。

絕對零度

雖然絕對零度是絕對無法達到的,就像超光速無法實現一樣,但根據其定義我們也不難推測其結果。

絕對零度意味着凍結萬物,萬物皆靜,時間還有什麼意義?所以可以說連時空都凍結了。不僅如此,你想下電子一旦靜止了,原子也就崩潰了,物質必然消失,最後隻剩一個空蕩蕩的宇宙?不,宇宙都不會存在。以愛因斯坦“物質與空間相互依存”的觀點來看,沒有不存在于空間中的物質,也沒有除去物質的純粹空間。物質的真正消亡,必将伴随着空間的消除。

所以,-273.15℃這個溫度,我們雖然能計算出來,但永遠無法達到,也就是無法實驗驗證,但它依然屬于科學體系下,這反而值得思考。

最接近絕對0度的溫度是多少(如果溫度達到了絕對零度)3

總之,絕對零度僅僅是個概念,可以說是宇宙的生命線。為了保命,宇宙絕對不允許出現絕對零度。别看是降溫,真要達到-273.15℃,可是要消耗無限的能量,這和要把有質量的物體加速到光速一樣不可能。

反而是溫度的上限,還沒有确定的極限範圍,就是因為分子和原子具備進行無限劇烈運動的可能性。

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