為什麼絕對零度不取整為-300攝氏度?

2020-12-04 火星科普

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就目前所知,宇宙最低溫度是絕對零度,為-273.15攝氏度。那麼,為什麼最低溫度不是-300度,而是這麼一個看似奇怪的數值呢?

事實上,這個原因很簡單,並不是什麼重大內在物理規律在起作用,而是源於人類的定義。那麼,人類是如何定義溫度的呢?

在日常生活中,為了衡量物體的冷熱程度,我們需要經常用到溫度的概念。為此,科學家定義了一種常用的溫標——攝氏溫標,符號為℃。根據攝氏溫標的定義,在1個標準大氣壓的情況下,水的冰點被定義為0攝氏度,水的沸點被定義為100攝氏度,然後再將其等分,這樣就得到了攝氏溫標。

攝氏溫標最早由物理學家安德斯·攝爾修斯在18世紀提出。不過,最初的攝氏溫標與現在是相反的,水的冰點被定義為0 ℃,水的沸點被定義為100 ℃。後來,另一位物理學家讓·皮埃爾·克裡斯汀提出了改變,這才有了我們現在使用的攝氏溫標。

攝氏溫標並不遵循絕對標度或比值系統,而是遵循相對標度或區間系統。質量遵循絕對標度,如果把物體的質量翻倍,那麼,得到的東西會包含兩倍的物質,而物體的量從10公斤到20公斤的變化量與從100公斤到110公斤的變化量是一樣的。然而,攝氏溫標與熱能卻沒有這樣的關係。10 ℃和20 ℃與100 ℃和110 ℃之間的差值都為10 ℃,但是熱能變化幅度並不一樣,而且20 ℃溫度所擁有的熱能並不是10 ℃的兩倍。

真正遵循絕對標度的是開氏溫標,又稱熱力學溫標,符號為K。溫度反映的是冷熱程度,而物體的冷熱程度從根本上講是由組成粒子的熱運動劇烈程度所決定的。當粒子熱運動停止時,溫度達到最低,這個溫度被定義為0 K。由於開氏溫標存在固有零點,所以它遵循比值系統,20 K溫度所擁有的熱能是10 K的兩倍。

根據攝氏溫標的定義,可以通過實驗以及理論推算得出,絕對零度為-273.15 ℃。這樣還能得到開氏溫標和攝氏溫標的轉換關係:K=℃+273.15。

當然,我們也可以定義一種溫標,使得絕對零度為-300度。按照這種溫標的定義,水的冰點為-26.85度,沸點為73.15度。另外,如果按照華氏溫標,絕對零度為-459.67 ℉。

相關焦點

  • 絕對零度如何確定為零下273.15攝氏度?
    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。
  • 為什麼說-273.15℃是絕對零度?這個溫度有什麼神奇的?為什麼能被稱為絕對零度?
    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。
  • 突破絕對零度 下限遠不止-273.15攝氏度
    目前科學家通過努力,突破了絕對零度。什麼是絕對零度呢?就是說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、分子等粒子的動能。在絕對零度的下,微觀粒子都停止了運動。
  • 絕對零度是-273℃,為什麼不是-300℃,誰制定了這個物理定律?
    這個話題就像光速為什麼不是300000米/秒一樣,其實我們也可以將光速折騰到這個數字的,我們只要修改度量衡中的1M長度為: 299792458/300000000即可,光速立馬就從299792458米升格為整30萬米/秒,同理,我們將攝氏溫標重新定義,那麼絕對零度立馬就從-273℃變成-300℃,當然大家肯定不服氣,這不是耍流氓嘛,沒關係,咱簡單來了解下溫度我們認識溫度的歷史
  • 絕對零度是如何計算出來的?會有比絕對零度更低的溫度嗎?
    我們將水結冰的溫度定為零度,但是其實在零度底下還有更低的溫度,其中就有一個絕對零度的概念。 絕對零度是什麼? 絕對零度是熱力學上的最低溫度,是一種理論上的最低的溫度。由於熱力學的描述溫度的單位是開爾文(K),所以絕對零度的數值就是0K,如果換算成攝氏度的話,大約為零下273.15攝氏度。
  • 絕對零度是-273℃,為什麼不是-300℃,誰制定了這個物理定律?
    米升格為整30萬米/秒,同理,我們將攝氏溫標重新定義,那麼絕對零度立馬就從-273℃變成-300℃,當然大家肯定不服氣,這不是耍流氓嘛,沒關係,咱簡單來了解下溫度我們認識溫度的歷史。1848年,威廉·湯姆森(第一代開爾文勳爵)在《關於一種絕對溫標》中提出了需要一種「絕對的冷」(絕對零度)作為零點的溫標,使用攝氏溫標計量,威廉·湯姆森利用空氣溫度計測算出絕對零度為273 °C。
  • 【物理新知】為什麼不能達到絕對零度
    它的零度即可能的最低溫度,相當於攝氏零下273度(精確數為-273.15℃),稱為絕對零度。因此,要算出絕對溫度只需在攝氏溫度上再加273即可。那時,人們認為溫度永遠不會接近於0K,但今天,科學家卻已經非常接近這一極限了。物體的溫度實際上就是原子在物體內部的運動。
  • 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。
  • 全宇宙最冷的地方,就在我們銀河系,僅僅比絕對零度高半攝氏度!
    全宇宙最冷的地方,就在我們銀河系,僅僅比絕對零度高半攝氏度!現在是冬天,當天氣冷的時候,你會想到東北部。如果天氣更冷,你會想到南極和北極。但是如果更冷的話,你會想到太空和冥王星遠離太陽,那裡的溫度低到零下240度,這使得液氮凍結。冷嗎?
  • 絕對零度和"熱寂"
    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。所以絕對零度是不存在的,除非該空間自始即無任何能量熱量。
  • 為什麼絕對零度只能無限接近卻不能達到?科學家給出了答案
    自138億年前宇宙誕生溫度也相伴而生,氣溫、體溫、水溫是我們日常最常見的幾種溫度應用,我們在乎的就是日常提及的多少攝氏度,天氣熱了還是涼了,是否發燒,我們一直在感受周圍的溫度,那麼溫度真的如我們想像的那樣簡單嗎?
  • 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。那麼既然宇宙的能量總和是有限的,為什麼轉換成熱能後體現出來的溫度卻是無限高呢?想要了解溫度首先我們要知道溫度的概念。我們一般認為物質當中粒子的運動會產生能量,構成物質的粒子之間的運動使得粒子具有一定的能量,而經過能量轉換後粒子的動能轉換成熱能從而產生熱量,熱量的體現也就是我們所說的溫度。溫度是我們用來衡量物質當中粒子所攜帶的平均動能的物理量。
  • 為什麼絕對零度-273.15℃無法達到?看完長知識了!
    絕對零度這個聽起來有些高大上的詞現在已經經常出現在人們的視線中了,很多人也都知道絕對零度是溫度的下限。但是為什麼絕對零度是無法達到的呢?
  • 絕對零度有多可怕?假如人體碰到絕對零度,還能活下來嗎?
    絕對零度有多可怕?當人體接觸到絕對零度這樣的低溫後,活下來的可能性又有多大?對很多人而言,絕對零度這個名詞大家或許並不陌生,一些影視劇裡主人公的絕招或許就叫做絕對零度。那大家平常所理解的絕對零度,與物理學上所定義的絕對零度有什麼區別呢?絕對零度和零攝氏度有有何不同呢?絕對零度似乎象徵著冷的「極致」,但是冷的極致又是怎樣定義的呢?
  • 絕對零度有多可怕?人體遇到絕對零度時,活下來的可能性有多大?
    ,它有著怎樣的詮釋和定義絕對零度是「開氏溫標」的下限值,它區別於「攝氏溫標」的零度,進行單位換算:絕對零度,等於零下273.15攝氏度。粒子的運動是相對的,不可能出現完全靜止狀態,所以,絕對零度只存在於「數學殿堂」的邏輯世界裡,自然界中沒有它的棲身之所,人類也不能在實驗室裡將它製造出來,只可以無限接近於它。
  • 絕對零度與量子力學
    絕對零度就是當所有的粒子都不動了,激烈程度為0,那為什麼絕對零度達不到呢?因為調皮啊,它根本就停不下來,德國科學家海森堡在量子力學中提出的測不準原理說過,不能同時確定粒子的速度和位置,要粒子停下來,他的速度就是0,位置也不會在變了,這樣速度和位置就能確定了,但那就違背了測不準原理,所以根據量子力學,絕對0度是達不到的,因為粒子根本停不下來。
  • 為什麼絕對零度這個數值只能無限接近?原來跟這些東西的運動有關
    相信很多人都知道,溫度是沒有上限的,幾千度,幾萬度,幾億度可以無限上升,但是溫度卻是有下限的,這個下限值就是絕對零度,也就是零下273.15攝氏度。雖然科學家提出了絕對零度這個下限值,但是直到目前,我們還沒有在宇宙中發現能夠達到絕對零度的超低溫環境,而且實驗室中也無法製造出絕對零度,只能無限接近這個數值。那為什麼絕對零度這個數值只能無限接近,而無法到達呢?
  • 人類可製造5.5萬億度高溫,卻無法達到絕對零度,這是為什麼?
    人類可製造5.5萬億度高溫,卻無法達到絕對零度,這是為什麼?溫度是一個神奇的概念,人體的溫度一般維持在37攝氏度左右。如果超過這個溫度,意味著身體發燒了,要及時就醫。人類可製造5.5萬億度高溫,卻無法達到絕對零度,這是為什麼?人類對溫度的理解有哪些?其實人類對溫度的了解比較片面,粒子的運動速度越快,意味著溫度越高,如果它在可控的範圍內,運動溫度上升的同時,並不會對周圍事物產生很大的影響。
  • 絕對零度有多可怕?如果光線處於絕對零度,它會停止嗎?
    引言:每當我們觀看科幻電影的時候,編者總喜歡用量子力學,黑洞,超光速,絕對零度等專業的名詞來拼湊劇情。我們今天就來扒一扒絕對零度這個概念,在許多小說中,絕對零度能凍結所有的物質,真的是這樣嗎?連光線也逃不過嗎?
  • 為什麼溫度有下限,沒有上限?絕對零度是什麼?這裡一次說清楚
    我們都知道,水沸騰的溫度是100攝氏度,到0攝氏度的時候,水就會結冰。每一天我們都在根據溫度的變化決定穿什麼衣服。然而許多人可能不知道,溫度有下限,但是沒有上限。物理學家確定的溫度下限就是絕對零度,也就是零下273.15攝氏度,而宇宙中的恆星溫度可以達到上百萬攝氏度甚至上億攝氏度。