宇宙之中,溫度有沒有可能到達絕對零度之下

2022-04-13 15:08:19 字數 5401 閱讀 9184

1樓:匿名使用者

不可能了,絕對零度就是宇宙中的最低溫度。

絕對零度是根據理想氣體所遵循的規律,用外推的方法得到的。用這樣的方法,當溫度降低到-273.15℃時,氣體的體積將減小到零。

如果從分子運動論的觀點出發,理想氣體分子的平均平動動能由溫度t確定,那麼也可以把絕對零度說成是「理想氣體分子停止運動時的溫度」。以上兩種說法都只是一種理想的推理。事實上一切實際氣體在溫度接近-273.

15℃時,將表現出明顯的量子特性,這時氣體早已變成液態或固態。總之,氣體分子的運動已不再遵循經典物理的熱力學統計規律。通過大量實驗以及經過量子力學修正後的理論匯出,在接近絕對零度的地方,分子的動能趨於一個固定值,這個極值被叫做零點能量。

這說明絕對零度時,分子的能量並不為零,而是具有一個很小的數值。原因是,全部粒子都處於能量可能有的最低的狀態,也就是全部粒子都處於基態。

2樓:匿名使用者

絕對零度,也就是-273.15℃(攝氏度)。

沒有一個地方有這個溫度,人類也不可能製造出來這個溫度,只能無限的接近。

定義或解釋

理論上的最低溫度,把-273.15℃定作熱力學溫標(絕對溫標)的零度,叫做絕對零度(absolute zero)。 絕對零度的單位是開爾文(k±)

說明①在中學階段,對於熱力學溫標和攝氏溫標間的換算,是取近似值t(k)=t(℃)+273。實際上,如以水的冰

點為標準,絕對零度應比它低273.15℃所以精確的換算關係應該是t(k)=t(℃)+273.15。

②絕對零度是根據理想氣體所遵循的規律,用外推的方法得到的。用這樣的方法,當溫度降低到-273.15℃時,氣體的體積將減小到零。

如果從分子運動論的觀點出發,理想氣體分子的平均平動動能由溫度t確定,那麼也可以把絕對零度說成是「理想氣體分子停止運動時的溫度」。以上兩種說法都只是一種理想的推理。事實上一切實際氣體在溫度接近-273.

15℃時,將表現出明顯的量子特性,這時氣體早已變成液態或固態。總之,氣體分子的運動已不再遵循經典物理的熱力學統計規律。通過大量實驗以及經過量子力學修正後的理論匯出,在接近絕對零度的地方,分子的動能趨於一個固定值,這個極值被叫做零點能量。

這說明絕對零度時,分子的能量並不為零,而是具有一個很小的數值。原因是,全部粒子都處於能量可能有的最低的狀態,也就是全部粒子都處於基態。

③由於水的三相點溫度是0.01℃,因此絕對零度比水的三相點溫度低273.16℃。

絕對零度表示那樣一種溫度,在此溫度下,構成物質的所有分子和原子均停止運動。所謂運動,係指所有空間、機械、分子以及振動等運動.還包括某些形式的電子運動,然而它並不包括量子力學概念中的「零點運動」。除非瓦解運動粒子的集聚系統,否則就不能停止這種運動。

從這一定義的性質來看,絕對零度是不可能在任何實驗中達到的,但目前科學家已經在實驗室中達到距離絕對零度僅百萬分之一攝氏度的低溫。所有這些在物質內部發生的分子和原子運動統稱為「熱運動」,這些運動是肉眼看不見的,但是我們會看到,它們決定了物質的大部分與溫度有關的性質。 正如一條直線僅由兩點連成的一樣,一種溫標是由兩個固定的且可重複的溫度來定義的。

最初,在一標準大氣壓(760毫米水銀柱,或760託)時,攝氏溫標是定冰之熔點為0℃和水之沸點為100℃,絕對溫標是定絕對零度為ok和冰之熔點為273k,這樣,就等於有三個固定點而導致溫度的不一致,因為科學家希望這兩種溫標的度數大小朝等,所以,每當進行關於這三點的相互關係的準確實驗時,總是將其中一點的數值改變達百分之一度。 現在,除了絕對零度外,僅有一固定點獲得國際承認,那就是水的「三相點」。2023年確定為273.

16k,即絕對零度以上273.16度。當蒸氣壓等於一大氣壓時,水的正常冰點略低,為273.15k(=0℃=32°f),水的正常沸點為373.15k(=100℃=212°f)。

這些以攝氏溫標表示的固定點和其他一些次要的測溫參考點(即所謂的國際實用溫標)的實際值,以及在實驗室中為準確地獲得這些值的度量方法,均由國際權度委員會定期公佈。

為什麼不能達到絕對零度

2023年,英國科學家威廉·汽姆遜·開爾文勳爵(1824~1907)建立了一種新的溫度標度,稱為絕對溫標,它的量度單位稱為開爾文(k)。這種標度的分度距離同攝氏溫標的分度距離相同。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。當我們感到一個物體比較熱的時候,就意味著它的原子在快速運動:當我們感到一個物體比較冷的時候,則意味著其內部的原子運動速度較慢。

我們的身體是通過熱或冷來感覺這種運動的,而物理學家則是絕對溫標或稱開爾文溫標來測量溫度的。

按照這種溫標測量溫度,絕對溫度零度(0k)相當於攝氏零下273.15度(-273.15℃)被稱為「絕對零度」,是自然界中可能的最低溫度。

在絕對零度下,原子的運動完全停止了,並且從理論上講,氣體的體積應當是零。由此,人們就會明白為什麼溫度不可能降到這個標度之下,為什麼事實上甚至也不可能達到這個標度,而只能接近它。

自然界最冷的地方不是冬季的南極,而是在星際空間的深處,那裡的溫度是絕對溫度3度(3k),即只比絕對零度高3度。

這個「熱度」(因為實際上我們談到的溫度總是在絕對零度之上)是作為宇宙起源的大**留存至今的熱度,事實上,這是證明大**理論最顯著有效的證據之一。

在實驗室中人們可以做得更好,能進一步地接近於絕對零度,從上個世紀開始,人們就已經制成了能達到3k的製冷系統,並且在10多年前,在實驗室裡達到的最低溫度已是絕對零度之上1/4度了,後來在2023年,科羅拉多大學和美國國家標準研究所的兩位物理學家愛裡克·科內爾和卡爾威曼成功地使一些銣原子達到了令人難以置信的溫度,即達到了絕對零度之上的十億分之二十度(2×10-8k)。他們利用鐳射束和「磁陷阱」系統使原子的運動變慢,我們由此可以看到,熱度實際上就是物質的原子運動。非常低的溫度是可以達不到的,而且還要以尋求「阻止」每一單個原子運動,就像打檯球一樣,要使一個球停住就要用另一個球去打它。

弄明白這個道理,只要想一想下面這個事實就夠了。在常溫下,氣體的原子以每小時1600公里的速度運動著,而在3k的溫度下則是以每小時1米的速度運動著,而在20nk(2×10-8k)的情況下,原子運動的速度就慢得難以測量了。在20nk下還可以發現物質呈現的新狀態,這在70年前就被愛因斯坦和印度物理學家玻色(1894~1974)預見了。

事實上,在這樣的非常溫度下,物質呈現的既不是液體狀態,也不是固體狀態,更不是氣體狀態,而是聚整合唯一的「超原子」,它表現為一個單一的實體。

宇宙中有沒有什麼物質達到了絕對零度?

3樓:匿名使用者

不可能了,絕對零度就是宇宙中的最低溫度。

絕對零度是根據理想氣體所遵循的規律,用外推的方法得到的。用這樣的方法,當溫度降低到-273.15℃時,氣體的體積將減小到零。

如果從分子運動論的觀點出發,理想氣體分子的平均平動動能由溫度t確定,那麼也可以把絕對零度說成是「理想氣體分子停止運動時的溫度」。以上兩種說法都只是一種理想的推理。事實上一切實際氣體在溫度接近-273.

15℃時,將表現出明顯的量子特性,這時氣體早已變成液態或固態。總之,氣體分子的運動已不再遵循經典物理的熱力學統計規律。通過大量實驗以及經過量子力學修正後的理論匯出,在接近絕對零度的地方,分子的動能趨於一個固定值,這個極值被叫做零點能量。

這說明絕對零度時,分子的能量並不為零,而是具有一個很小的數值。原因是,全部粒子都處於能量可能有的最低的狀態,也就是全部粒子都處於基態。

4樓:匿名使用者

自宇宙大**以後的100多億年時間裡,太空已經成為高寒環境。太空的平均溫度為零下270.3℃,布莫讓星雲的溫度為零下272攝氏度,是目前所知自然界中最寒冷的地方,成為「宇宙冰盒子」。

事實上,布莫讓星雲的溫度僅比絕對零度高1度多(零下273.15攝氏度)。絕對零度是自然界中溫度的下限,根據經典物理學,一旦達到這一臨界狀態,原子將停止運動。

熱力學第三定律指出,絕對零度是不可能達到的。而且,越接近絕對零度,降溫的難度也越大。

那麼,布莫讓為何如此寒冷?我們知道,當一個密封罐子中的液體被迫噴出時,罐子中的溫度就會急遽降低。布莫讓星雲是一氣體和塵埃組成的雲團,雲團是從一顆正在死亡的恆星中以大於150千米/秒的速度噴濺出來的,這正是導致布布莫讓星雲急劇變冷的原因。

專家推測,該星雲變冷的原因和家用冰箱工作原理相似,即由於氣體快速膨脹的結果。布莫讓星雲急速膨脹需要能量,而周圍沒有任何熱源,只能消耗內能,所以內部溫度不斷下降,最終達到接近絕對零度的狀態。

布莫讓星雲的超低溫度是在自然條件下形成的。然而,它並不是宇宙中最寒冷的地方。美國桑地亞國家實驗室通過實驗,設法使溫度達到了-272.

59℃。在這個溫度下,科學家使分子停止運動並將其準確相互碰撞的。根據物理學原理我們知道,如果想要分子停止運動,需要非常低的溫度。

物理學家們在實驗中設法使溫度達到了零下272.59攝氏度,這是目前所知宇宙中的最低溫度。

5樓:匿名使用者

不存在絕對零度 只能無限接近它

宇宙產生超高溫很簡單,但為什麼不可能達到絕對零度?

6樓:浪子一個寶寶

自從溫度和分子熱運動搭上邊之後,溫度的本質就成了物質分子熱運動的劇烈程度,分子熱運動越劇烈,溫度越高,反之,分子熱運動停止了,溫度就達到最低,科學家把這個溫度稱為絕對零度。絕對零度是0開爾文,約等於零下273.15攝氏度,絕對零度不是測量出來的,而是通過計算得到的,所以,數學是人類最神奇的工具,很多我們無法想象和到達的,都能通過數學來實現。

人們對於絕對零度很認可,因為理解起來很簡單,大多數人想的都是如何接近絕對零度,目前為止,實驗室能達到的極限溫度與絕對零度只差0.5納開爾文了。面對這樣的驕人成果,人們想的都是去接近,基本沒有人去想能不能超越絕對零度這樣的問題。

與絕對零度差不多的是光速,光速作為最大的速度,人們想的都是能不能超越光速,而不是怎麼去讓物體達到光速,以至於現在人類的速度離光速有十萬八千里,究其原因,還是相對論難以理解。

絕對零度為什麼不能達到,因為任何物體的速度都不可能為零,達到絕對靜止狀態,人們對此形成了根深蒂固的觀念,想的都是怎麼去接近。而接近絕對零度的方法就是給物質降溫,不斷降溫,一點一點的接近。所以怎麼接近絕對零度陷入了死迴圈,一方面知道物質的分子熱運動不可能停下來,一方面又希望物質的分子熱運動停下來,接近絕對零度這項事業能不斷取得突破,除了技術之外,靠的大多就是運氣。

那麼,絕對零度真的不可能達到嗎?我們得換一個思路,不要去想怎麼讓物質的分子熱運動停下來,這是個死衚衕,進去了就別想出來。正確的思路是沒有物質,試想,一個空間裡面,什麼都沒有,成為絕對的「真空」,就能達到絕對零度,完美避開了物質的分子熱運動,沒有物質,就沒有溫度。

不過,宇宙中不僅有物質,還有反物質、暗物質、暗能量等等,也許還有我們不知道的,真空不一定空。

也許宇宙中存在絕對的真空,什麼也沒有,溫度到達了絕對零度,但我們無法去證明,也無從得知,需要去測量。怎麼測量呢?溫度計肯定是不行的,可以用光纖測量,也可以用其他的方法,但不管怎麼說,不能憑空測量。

而去測量的過程中,就會導致絕對真空不再「空」,用來測量溫度的物質進去了,這樣,測出來的溫度就不可能是絕對零度,所以,因為我們的測量,絕對零度無法達到。

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