絕對零度如何確定為零下273.15攝氏度?

2020-12-15 火星科普

簡單來說,通過理論和實驗,可以得到絕對零度約為零下273.15攝氏度。至於這個結果是怎麼得到的,先來簡單了解一下為什麼會有絕對零度的概念。

粒子的熱運動會讓物體產生溫度,所以溫度在本質上其實是用於度量粒子的熱運動劇烈程度。粒子的熱運動越不劇烈,對應的溫度也會越低。當粒子完全靜止,熱運動完全停下來之時,溫度將會下降到最低值,這就是絕對零度。

不過,無論從相對論的角度,還是從量子力學的角度,粒子都不可能完全靜止,所以絕對零度是無法達到的溫度下限。在相對論看來,絕對靜止是不存在的,因為沒有絕對空間,靜止都是相對而言的。而在量子力學看來,如果粒子絕對靜止,那它們的位置和動量就能同時確定下來,這就違背了不確定性原理——無法同時測得粒子的位置和動量。

根據熱力學中的查理定律,在理想氣體的體積保持一定的情況下,理想氣體的壓強(P)和溫度(T,熱力學溫度)兩者成正比,或者說它們的比值是一個常數(C),相應的表達式如下:

P/T=C

在體積維持恆定的情況下,可以測量出氣體的壓強和溫度之間的關係。再基於最小二乘法,能夠擬合出關於壓強和溫度關係的直線方程:

接下來,將直線外推到橫坐標上,不同氣體最終都會交於一點,這樣就能得到絕對零度約為零下273.15攝氏度。

另一方面,根據熱力學中的蓋-呂薩克定律,在理想氣體的壓強保持一定的情況下,理想氣體的體積(V)和溫度(T)兩者成正比,由此也能推導出絕對零度的大小。

在熱力學中,絕對零度被定義為0開氏度。所以開氏溫標與攝氏溫標的轉換關係為:開氏溫標=攝氏溫標+273.15。

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  • 零下273攝氏度的絕對零度能凍住光麼
    就比如我們所了解到溫度中的一些概念,其中我們所謂的絕對零度大多數人認為是在一種狀態之下的零度,但是其實完全不是。絕對零度如果用我們日常所接觸到的攝氏度的話,也就是零下273攝氏度。我們人類所能夠接觸的最低溫度,也不過是零下六七十攝氏度,而在絕對零度的狀態之下,所有的熱運動都會停止。而且眾所周知,人類在冬天的時候,身體中的新陳代謝會減慢,就是與溫度有關。
  • 絕對零度為零下273.15℃,如果這個溫度極限被打破會發生什麼?
    對於這個問題我們首先來強調一下主觀思想,絕對零度被認為是溫度的最低下限,這是在目前理論框架下得出的結論,並非是因為技術上達不到而實現不了,這完全是兩個概念。經常聽見有人說,未來某一天技術發達了實現了超光速,就可以進行星際旅行了,這是相同的概念。
  • 絕對零度到底有多恐怖? 能凍住光麼? (零下273℃的威力)
    絕對零度是熱能學上的最低溫度,在現實中不存在,低至零下273.15度,關於能不能凍住光,有人說因為在絕對零度下,一切物質都會停止熱運動,
  • 為什麼溫度有零下273.15攝氏度的下限,卻沒有一個明確的上限值?
    在人類自定義下的溫度,出現了上限值和下限值,相信很多朋友也知道,溫度不可能無限降低,它有一個極限值那就是絕對零度,即零下273.15攝氏度。雖然這是一個溫度的下限,但是卻沒有能夠達到這個值的溫度,這是為什麼呢?
  • 時間和空間都失去意義,零下273.15℃的絕對零度到底有多可怕?
    我們人體對於溫度的感知是很靈敏的,在幾攝氏度的差距下,我們就會感覺冷熱的區別。想一想我們在東北零下30度就足夠讓我們感到很恐懼了。而北極圈南極圈那樣的溫度已經不適合讓人生存了。可溫度到底是什麼呢?這樣就很容易推算出一個概念,就是絕對零度的概念,也就是溫度低到一定程度,分子都原地不動,再也不運動了,這就叫絕對0度。而科學家們算出了這個數值,也就是零下273.15℃。而這個溫度這樣分子就完全不做運動。但事實上這個溫度一點也不誇張,相對於高溫來說,我們早早的就能製造出幾億的高溫了。
  • 為什麼絕對零度是-273.15℃?這個數字有什麼特別的?
    攝氏溫標把水結冰到沸騰的溫度設定為0-100攝氏度。在發現絕對零度之前,這一直是一個方便的溫標。在這之後,對科學家來說有了更方便的溫標,就是將絕對零度定義為0開氏度,並以升高1攝氏度的標準定義1開氏度的增量。那麼這個數字有什麼特別的呢?在新的溫標下,水在273.15開氏度時結冰。
  • 絕對零度到底有多恐怖 能凍住光麼 (零下273℃的威力)
    ,在現實中不存在,低至零下273.15度,可以在冰凍光線,有人說因為在絕對零度下,所有物質都將停止熱運動,所以你不能,但有些人使用逆方法,課程以外的絕對零度的溫度梯度地區,光線不能正常溝通,下面跟著小編一起看看!
  • 絕對零度是零下273.15度,那宇宙中的最高溫度是多少?
    很多人都知道,在熱力學理論之下最低的溫度是零下273.15攝氏度,也就是我們所說的絕對零度。當物質達到這一溫度,連原子都會凍結。那與此對應的宇宙中最高的溫度又是多少,當達到最高溫度上限時又會出現怎樣無法用常理解釋的事情呢?
  • 零下273.15℃是個什麼概念?你對溫度和熱的理解可能錯了
    俄羅斯的奧依米亞康的極端最低氣溫達零下71攝氏度,被氣候學家稱為世界「寒極」。按這樣來說,零下273.15℃好像也沒有特別冷吧,但其實在整個宇宙來說,沒有物質的溫度能低於零下273.15℃,因為它也被稱為絕對零度。
  • 零下273.15℃是個什麼概念?你對溫度和熱的理解可能存在偏差
    俄羅斯的奧依米亞康的極端最低氣溫達零下71攝氏度,被氣候學家稱為世界「寒極」。按這樣來說,零下273.15℃好像也沒有特別冷吧,但其實在整個宇宙來說,沒有物質的溫度能低於零下273.15℃,因為它也被稱為絕對零度。
  • 絕對零度和"熱寂"
    因此絕對零度 ,是熱力學的最低溫度。絕對零度0K約等於攝氏溫標零下273.15攝氏度,也就是0開氏度,在此溫度下,物體分子沒有動能和勢能,動勢能為0,故此時物體內能為0。物質的溫度取決於其內原子、分子等粒子的平均動能。因此物體的溫度實際上就是原子在物體內部的運動。達到絕對零度一切事物都將達到運動的最低形式。因為任何空間必然存有能量和熱量,也不斷進行相互轉換而不消失。
  • 低至零下1000攝氏度的地方存在嗎?
    引言:地球最低溫度能達零下1000攝氏度嗎?科學家搖頭,指出宇宙內最低溫度為-273.15攝氏度,至今沒有事物或區域能達到此溫度,它只存在於理論中。對於這一問題,相信不同人會給出不同答案,有人認為地球最低溫度能達零下100攝氏度,也有人認為地球最低溫度能至零下1000攝氏度。根據常識,我們知道,地球內溫度較低的兩個區域分別是南極和北極。從地理資料上來看,南極的極端高溫能達17攝氏度左右,而其極端低溫則是零下95攝氏度左右。
  • -273.15℃的絕對零度,到底可怕在哪?時間與空間都被凍結
    這個下限是0K,也就是-273.15攝氏度,也就是我們常說的「絕對零度」。那麼這個絕對零度究竟是個什麼概念呢?宇宙中為何不能出現比絕對零度還要低的溫度呢?想要知道宇宙中有沒有比絕對零度還要低的溫度,我們首先需要知道絕對零度到底是怎麼來的。實際上,絕對零度是可以根據理想氣體的狀態方程pV=nRT,用外推的方法進行推理得到的。
  • 絕對零度-273.15℃有多可怕?光都能被凍結
    「零度」是指攝氏溫標規定的0度,在零度之外有零上和零下之分,而還有一種只有零上沒有零下的零度,它就是開氏微溫標規定的0度,絕對零度。那麼為什麼絕對零度沒有零下呢?要了解絕對零度,首先需要明白溫度是什麼?溫度的本質是物體分子運動的劇烈程度。物質內原子、分子等粒子的動能,決定了該物質的溫度,物質的溫度與粒子的動能成正相關,即粒子的動能越高,其溫度越高。
  • 溫度的絕對零度是-273.15攝氏度,為什麼高溫無限高呢?
    溫度這個概念的對於我們來說並不陌生,水的沸點是100℃,人的正常體溫是36.5℃,冰點是0℃,最低溫度的極點是-273.15℃也就是我們所說的絕對零度。對於絕對零度來說依據人類對溫度的概念設定,當物質中所有粒子全部靜止不動的情況下,物質內部所有粒子所攜帶的動能平均值將會歸零。這個時候物質所體現出來的溫度將會是溫度最低的極點,也就是絕對零度。而-273.15℃的絕對零度只不過是在目前的科技技術允許的範圍內,人類能夠測量到的最低溫度。
  • 絕對零度到底有多冷,能凍住光嗎?-273°使時間和空間都失去意義
    最低溫度被稱為絕對零度,是熱能學上的最低溫度,低至零下273.15°。這個溫度是以開爾文作為單位(K),絕對溫度就是開爾文溫度表上的零點,相當於-273.15攝氏度,在現實中是存在的。在絕對零度的環境下,原子的運動將完全停止,一切物質停止熱運動,一切的一切都陷入了無限的靜止狀態。
  • 所謂絕對零度,就是絕對無法達到的溫度,因為它會讓時間失去意義
    對於普通人而言,零度就是寒冷,因為這是標準大氣壓下冰水混合物的溫度,如果溫度再低一點,水就會完全結成堅硬的冰。 不過零度並不是世界上最低的溫度,世界上最低的溫度被稱為絕對零度,也就是零下273.15攝氏度。絕對零度的提出是理論推導和實驗證明的結果,而在宇宙之中並沒有達到絕對零度的物質存在。
  • 據說宇宙最低溫是零下273.15度,那麼零下274度會是什麼樣子呢?
    零下273.15攝氏度是絕對最低溫度,根據熱力學原理,不可能會出現比絕對零度再低的溫度。在熱力學上,人們把溫度作為衡量組成物體微觀粒子平均動能的一種宏觀標量,在宏觀上反映的是物體冷熱程度,在微觀上反映粒子熱運動的劇烈程度。
  • 為什麼不能達到絕對零度?
    絕對零度(-273.15攝氏度)會存在嗎?溫度會有上限嗎?什麼是溫度?
  • 假如地球上出現零下1000攝氏度低溫會發生什麼?
    例如冥王星表面的溫度可以低至零下二百攝氏度。但無論是哪裡都不會出現零下1000攝氏度的低溫,這是理論上的限制。理論溫度最低值為絕對零度(-273.15攝氏度),這一點很好理解。物體表現出溫度,是由於微觀上粒子的熱運動,原子、分子等動能決定了溫度的高低。如果在某種情況下,原子和分子絕對靜止根據麥克斯韋-玻爾茲曼分布,可以得到最低溫度-273.15攝氏度。