摘要:絕對零度是-273.15℃,即k氏溫度的0K,家裡的冰箱可達零下十幾度,乾冰可達-78.5℃,液氮可達-196℃,但是很明顯,高溫容易達到數百度,劃火柴可達到約400-500℃。為什麼低溫有下限,高溫沒有上限?-273.1499999999℃,但離絕對零度還有一步!所以,相對於普朗克溫度,絕對零度和我們有點接近!
正文
絕對零度是-273.15℃,即k氏溫度的0K,家裡的冰箱可達零下十幾度,乾冰可達-78.5℃,液氮可達-196℃,但是很明顯,高溫容易達到數百度,劃火柴可達到約400-500℃。
但是,這沒有上限,太陽表面為5500℃以上,天狼星超過9000℃,中子星表面超過1000萬度,中心超過100億度,中子星碰撞時溫度更高……似乎沒有上限。 為什麼低溫有下限,高溫沒有上限?
溫度的本質是什麼
以前熱質說很流行,當時科學界認為熱質是沒有質量的氣體,物體吸收熱質時溫度上升,熱質是溫度高的物體流向溫度低的液體的熱質,可以說明很多發熱現象,但是無法說明摩擦發熱。 例如1798年,英國科學家倫福德在建造大炮時,發現鑽頭比尖利的鑽頭髮熱得多,有趣的是,在18世紀末,也有科學家認為冷是物質
因摩擦發熱
焦耳在1840年多次進行導體通電發熱實驗後,認為熱只是能量的形式,隨著熱機理論的發展和布朗運動的發現,熱論逐漸被粒子運動論所取代,1738年丹尼爾·伯努利發表了著作《流體力學》,伯努利向各個方向運動 1744年,羅莫諾索夫首次表明熱現象是分子不規則運動的表現,但遺憾的是,伯特先生的努力和羅莫索夫先生的意見當時並未被接受!
19世紀中葉克勞狄和麥克斯威爾·波爾茲曼的統計法則發表了,熱質論支持者認為粒子運動只不過是假設,在這個大棺材上釘上最後一根釘子的是關於愛因斯坦和馬裡安斯·莫倫斯基布朗的論文,從那以後熱質論就被完全拋棄了
最低溫度和最高溫度的起源
研究表明,物質的溫度取決於原子、分子等粒子的動能。 麥克斯韋-玻爾茲曼分布粒子的動能越高,物質的溫度越高。 當粒子的動能下降到量子力學的最低點時,物體也達到了最低溫度,因此不能計算最低溫度的粒子不運動的溫度
這個理論的最低溫度是絕對零度,即微粒子不動的溫度。 -273.15℃,但無法達到此溫度。 我們不能在有限的周期內將溫度降低到這個值以下。 另一個是粒子的宏觀運動可以靜止,但量子力學的運動我們無法控制。 所以-273.15℃是理論值,我們永遠達不到。 即使宇宙的未來是炎熱時的溫度!
但是,該理論以最低溫度即雷射頻率的都卜勒效應使原子接近「停止」運動,在宇宙中達到了最低溫度,國際空間站的冷原子云實驗在宇宙中達到了最低溫度。 -273.1499999999 ℃,但離絕對零度還有一步!
宇宙中最高的溫度是多少?
粒子不運動是最低溫度,運動最快的是最高溫度,這個溫度普朗克已經好了
1.416808(33) × 10^32 K
我們需要知道粒子運動的最高速度。 好像沒有上限嗎? 但狹義的相對論規定了速度的上限為光速,粒子運動也必須遵守這一規律,因此宏觀物體的理論最高溫度就是微粒子在光速下的運動速度! 與絕對零度相比,這是人類不能做到的溫度!
宇宙誕生時的溫度
這個宇宙中最高的普朗克溫度,也就是有特異點時的溫度,在整個宇宙處於特異點時達到了這個溫度。 但是,我們不知道這個奇點能維持多久。 這個奇點膨脹後,溫度逐漸下降。 10^-6S後夸克在餃子的作用下產生重子,之後是太初核融合,之後是光子時期,38萬年後光子被冷卻到能夠突破束縛,在宇宙中傳播
所以,相對於普朗克溫度,絕對零度和我們有點接近!