網友問:假如零下1000攝氏度的低溫出現在地球上,會有什麼影響?

2020-10-18 科學船塢

有網友問:「假如零下1000攝氏度的低溫出現在地球上,會造成什麼影響?」

這個問題讓人感到驚奇,因為在現有的熱力學溫標中並沒有零下1000攝氏度的概念,既然沒有這個概念,那就說明了零下1000攝氏度是不會存在的,討論它有什麼意義呢?

溫度的概念

夏天我們感覺到溫度高,冬天我們感覺到溫度低,溫度是什麼呢?宏觀上就是我們感覺到的冷熱程度,而微觀上是講分子運動的劇烈程度,分子運動的越劇烈,溫度就越高,反之則越低。溫度的概念是伴隨著熱力學的發展而興起的,在17世紀末,人們還不能區分熱量與溫度的含義,常常把熱量與溫度搞混,簡單的認為溫度高是因為儲存的熱質多導致的,什麼是熱質呢,這就牽扯出當時盛行的「熱質說」了。

當然了,實踐證明「熱質說」是錯誤的理論,隨著科學的發展已被證偽,熱質說錯誤地認為熱是一種被稱為熱質的物質,是一種無質量的氣體,當物體儲存的熱質變多時,溫度就升高,熱質還可以從溫度高的物體流向溫度低的物體。熱質說雖然可以解釋當時人們遇到的一些熱的現象,但有著很多明顯的局限性,慢慢的熱質說就被新的學說取代了。

直到1755年,蘭伯特(Johann Heinrich Lambert)才將溫度與熱量的概念區分開來,英國化學家,物理學家約瑟夫·布萊克從根本上區分開了熱量與溫度的概念,至此之後,熱力學開始迅猛發展。

溫度可以被無限降低嗎?

溫度是熱力學發展的一個衍生品,溫標是人類定義的,熱力學溫標的起點就是絕對零度,絕對零度就是理論上最低的溫度,並且還無法達到,這是因為絕對零度是根據理論計算出來的數值,不能用實驗的方法得到。

為什麼不能用實驗的方法達到或測得絕對零度呢?

絕對零度的概念:如果簡單理解的話,是指構成物質的分子和原子均停止了運動,也就是靜止,最低溫度的極限就是分子、原子靜止時的溫度,但允許量子力學支配下的運動存在。

如果我們要對這個物質進行溫度測量的話,必然要影響這個被測的系統,不可能在不影響的情況下測量,如果被測的系統受到了影響,那麼肯定會受到外界的運動幹擾,此時就不是絕對零度了。

絕對零度數值的獲得

絕對零度數值的得出是以理想氣體為前提,根據理想氣體的規律用外推法得到的,在攝氏溫標下,可以依據蓋呂薩克極限法以及查理定律極限法求得絕對零度的具體數值。

正像提到的那樣,是以理想氣體為前提基礎的,但是現實中並沒有理想氣體,也無法將實際的氣體近似於理想氣體,因此絕對零度只是一個理想值,實際中不會達到,只能逼近。所以題目說的「零下1000攝氏度」的情況是不可能存在的,是虛無縹緲的,沒有實際意義。

在攝氏溫標下的絕對零度數值是:零下273.15℃。

在絕對溫標下的絕對零度數值是:0K。

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