宇宙最低溫度為什麼是-273.15度這麼奇怪的數字?其實原因很簡單

2021-01-09 兔斯基聊科學

為什麼宇宙的最低溫度是-273.1度,而不是零下300度。其實我覺得這和「為什麼光速是每秒鐘299792.458公裡,而不是30萬公裡?」的原因有異曲同工之處。

宇宙

問題之中所說的-273度中的「度」其實就是我們生活中常用的攝氏溫度,符號是℃。宇宙中的最低溫度叫做絕對零度,用宇宙的絕對零度作為起點規定的溫度叫做熱力學溫度,又叫做開爾文溫標。有時候我們叫它「開氏溫度」,單位是K。開氏溫度是衡量客觀世界的真實溫度。它是由英國的開爾文男爵在1848年提出的。宇宙的溫度用開氏溫度表示的話,那就是0K。開始溫度和攝氏溫度的換算關係是:T(K)=273.15+t(℃)。舉個例子,10℃就是283.15K 。

開氏溫度的發明者開爾文男爵

而宇宙中的絕對零度用攝氏溫度來表示的話,那就是-273.15℃了。這完全是單位換算的問題。我們為什麼對攝氏度有感覺而對開氏溫度沒有感覺呢?攝氏度的出現要比開氏溫度出現的要早一些。攝氏度是瑞典天文學家安德斯攝爾修斯在1742年提出的,至今已經有278年的歷史了。攝氏溫度要比開氏溫度早出現了106年。攝氏溫度規定的是純淨的水冰混合物的溫度是0℃,沸水的溫度是100℃。水是我們生活中最常見的一種物質,用它來規定溫度很容易被感知。

水冰混合物為0攝氏度

但是冰水混合物的溫度並不是宇宙中最低的溫度啊,很多時候地球上的氣溫會低於這個溫度,因此攝氏度就有正負之分。比冰水混合物的溫度低的溫度就是負數例如零下20℃,或者是零下20℃。宇宙中的最低溫度要比攝氏度0度的起點要低得多,如果換算過來就是零下273.15℃了。

攝氏溫度和開氏溫度規定的標準不一樣,因此相互換算出來的數字毫無規律可循也就不奇怪了。這就像光速的數值為什麼是每秒299,792,458米而不是300,000,000米一個道理。當初人們在定義米的時候是以地球上經過巴黎的那條經線長度的一千萬分之一作為一米的長度。這樣很大的隨機性。地球經線的長度的千萬之一和光速沒有任何的關係。因此後來科學家測量光速的時候用米作為單位只能得出299792458這樣毫無規律的數字了。

溫度

如果人類一開始就以光速為標準來定義米的話,那麼光速一定是個非常簡單的數字的。同樣如果世界上只有開氏溫度的話,我們今天的天氣預報就應該這樣報了「今天白天到夜間,最高氣溫283.15K,最低氣溫280.15K。」朋友知道這是多少度嗎?習慣這樣的天氣預報嗎?

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    說起溫度我們再熟悉不過了,這是我們在生活中時刻要接觸的,人類以水是否結冰作為零界點,但是也許你並不知道,溫度其實是沒有上限的,尤其是在宇宙之中,恆星的溫度動不動就幾千萬度,甚至達到幾億度,可以說溫度只有更高沒有最高!既然溫度沒有上限,那麼溫度是否存在有下限呢?
  • 為什麼高溫無限,而最低溫度為-273.15攝氏度?
    為什麼高溫無限,而最低溫度為-273.15攝氏度?廣義上來講溫度表示物體的冷熱程度,在日常生活中最直觀感受就是每天的氣溫高低,例如北方的冬季天寒地凍大雪紛飛溫度都是零下二三十攝氏度,而南方的夏季溼潤炎熱,溫度可以飆升到零上三十攝氏度。
  • 溫度為什麼可以沒有極限,而低溫卻有零下273.15度的下限?
    溫度為什麼可以沒有極限,而低溫卻有零下273.15度的下限?地球上為什麼會有這麼多的生物,追究其原因就是因為地球的環境比較適合生物的生存,首先地球上有充足的陽光,有水,還有適合生物生存的溫度,有資料顯示溫度是沒有上限的,卻有下限,有網友就要問了溫度為什麼可以無上限,而低溫卻有零下273.15度的極限呢?
  • 為什麼零下273℃是宇宙最低溫度,1.4億億億億度是最高溫度
    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。
  • 宇宙最高溫度是多少?為何最低溫卻只有-273度?
    我們也很容易發現,2.7K其實已經很接近絕對零度的,絕對零度在開氏溫標下是0K,換算一下我們常用的溫標,也就是-273.15℃。最低溫度是咋來的?既然沒有最高溫度,那為什麼會有最低溫度呢?研究「熱運動」的是熱力學,而熱力學也有幾大定律,其中熱力學第三定律是這麼說的:不可能通過有限過程,系統冷卻到絕對零度。其實就是在說絕對零度不能達到的,所以宇宙中的最低溫度應該就是絕對零度。可能你要問這到底憑啥呀?
  • 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。圖解:零開爾文(-273.15°C)定義為絕對零度。開氏溫標仍是一個歷史性的妥協。
  • 為什麼太陽內部溫度有1500萬度,而宙中的最低溫只有零下273.15度
    最近天氣反覆無常,又有些降溫了,說到降溫我就想到一個問題:宇宙的最低溫度和最高溫度,分別可以達到多少?首先我們來說說宇宙的最高溫度,宇宙的最高溫度是多少呢?達到溫度上限的時候又會發生什麼事情呢?人類目前接收的主要能量其實都是來自於太陽,而太陽的內部核心溫度大約是1500萬度,這是因為太陽內部的氫聚變成氦。
  • 為什麼溫度最高能達到1.4億億億億攝氏度,最低只有-273攝氏度?
    在我們上中學的時候,物理老師告訴我們:溫度有高有低,最低的溫度就是絕對零度,約為零下273.15攝氏度,而且這只是一個理論上的下限值,是一個無法達到的最低極限溫度。同時物理老師也告訴我們,溫度是沒有上限的。因此,在很多人的認知裡,溫度是有下限值,而沒有上限值的概念。
  • 人造最高溫度已經達到5.5萬億度,為何造不出-273.15度的低溫呢?
    這裡我們會看到一個驚人的數字「1億攝氏度」,我們人類竟然能夠製造這麼高的溫度。但是你知道嗎,我們人類所製造出的最高溫度可遠遠不止1億攝氏度。根據科學界的新聞,我們人類所製造出的最高溫度,是2012年時由高能物理學家利用粒子加速器製造出來的,達到了驚人的5.5萬億攝氏度。
  • 宇宙中有無數恆星發熱,為何還是極度寒冷?原因其實很簡單
    -270.4度是一個非常低的溫度嗎?可能看到恆星動輒幾千度甚至是上億度的高溫之後,你會覺得宇宙中的溫度最起碼得在零下幾千度或者幾萬度才能叫低,但是事實上,-270.4度確實已經是極低了。而如果想要知道為什麼-270.4度就算極低了,就不得不提到「絕對零度」這個概念。
  • 宇宙中最高的溫度是多少?最低溫度是多少度?
    最低溫度:所以理論上,當物體的分子完全靜止的時候,就是溫度最低的時候,科學界對這個溫度有一個專業名詞——絕對零度。根據計算,「絕對零度」的數值為-273.15℃,在此溫度下,物體分子的動能為0,處於完全靜止的狀態,所以這就是溫度的下限,也是一個理論值。
  • 為什麼宇宙當中那麼多的恆星溫度卻很低呢?原來空間沒有溫度!
    同樣的,我們也都知道,我們地球上的這麼高的溫度,全部來源於太陽。那就這樣說來,我們的外太空當中是不是溫度特別高呢?而在我們的宇宙當中,像太陽這樣的恆星數不勝數。那我們的太空當中是不是溫度異常之高呢?但是事實上卻與此相反。在很多年之前,我們的人類還沒有離開地球。因此我們並不知道外面的宇宙到底是什麼樣的溫度。
  • 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?
  • 溫度為什麼可以無限升高,卻有零下273.15度的極限?看完漲見識了
    Hello大家好,今天我們科普的問題是:溫度為什麼可以無限不斷升高,而低溫卻有零下273.15度的極限?地球似乎有著幾千年甚至上億年的歷史了,但自宇宙大爆炸之後,無數恆星誕生,這些誕生的恆星內部時刻發生著核聚變,因而產生了光和熱,因此我們的世界裡出現了一個新的詞語,叫做溫度。
  • 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。
  • 溫度有零下273.15度的最低點,為何有沒有最高點?
    溫度可以說是一個非常神奇的存在,他自從宇宙大爆炸的時候就產生了。並且生命的存在必須依賴於適宜的溫度。因為如果溫度不適宜的話,那麼就不會有液態水存在,我們大家都是知道的,生命的基本構成必須有水。只有水才能夠讓生命進行物質交換。
  • 溫度在宇宙中意義是什麼,為什麼最高溫度沒有上限?
    物體不可能低於這個極限,因為在這個溫度下,一種物質的所有分子停止運動,「粘」在一起。絕對零度在國際單位制中被記為「OK」,也稱為熱力學零點。「K」是溫度的單位,以英國物理學家拉格斯·開爾文勳爵的名字命名。OK等於-273.15℃。人們是如何發現這個絕對零度的?16世紀末,法國物理學家阿蒙頓發現,在水的沸點以下,溫度與氣體的壓力成正比。
  • 宇宙大爆炸時的最高溫度是多少度?為何溫度能達到這麼高?
    從這個方程中,愛因斯坦發現,宇宙竟然是一個動態的,會膨脹的宇宙。可那個時候,大多人對於宇宙的看法其實並不是這樣,他們認為宇宙是永恆的,是靜態的。意思就是,從古到今,宇宙都這樣,幾乎沒什麼變化。於是,為了不顛覆自己的三觀,愛因斯坦在方程中加了一個宇宙學常數,這樣就抵消了宇宙膨脹的效應。
  • 既然沒有超長溫度計,科學家如何測量出宇宙深空最高和最低溫度?
    其實科學家們在觀測宇宙和我們物質世界最深層次時,我們真的不能夠用生活中的常識來想像,經過幾百年現代科學的發展,科學家們已經有許多辦法來了解我們宇宙最遠處和微觀世界的最深處了。宇宙中最高溫度和最低溫度都不是直接測量出來的,而是一個理論值。
  • 零下273.15℃的絕對零度有多可怕?時間和空間都會失去意義
    ,生物種類卻很少,可以在低溫的極端環境下生產的生物,基本都有一手「絕活」那麼在浩瀚的宇宙中,最低的溫度又是多少,最寒冷的地方會有多冷呢?其實在熱力學中,存在一個「絕對零度」,也就是溫度的下限,宇宙的最低溫度只可能是絕對零度,不可能出現比絕對零度還要低的溫度。