「独品一鸣」温度在宇宙中意义是什么,为什么最高温度没有上限?
北京联盟_本文原题:温度在宇宙中意义是什么 , 为什么最高温度没有上限?
温度到底是什么?现代物理学家认为“温度是物质热运动的物理量” , 即温度依赖于物质的存在 , 没有物质就没有温度 。 在科学上 , 温度实际上是一种物质中有多少能量的量度 。
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自然界的低温极限
经过多年的研究 , 科学家们得出了一个明确的结论 , 那就是地球上存在着自然界中最低的温度之一 , 即绝对零度 。 物体不可能低于这个极限 , 因为在这个温度下 , 一种物质的所有分子停止运动 , “粘”在一起 。 绝对零度在国际单位制中被记为“OK” , 也称为热力学零点 。 “K”是温度的单位 , 以英国物理学家拉格斯·开尔文勋爵的名字命名 。 OK等于-273.15℃ 。
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人们是如何发现这个绝对零度的?16世纪末 , 法国物理学家阿蒙顿发现 , 在水的沸点以下 , 温度与气体的压力成正比 。 他认为压强的下降是有极限的 , 因此温度的下降也是有极限的 , 然后他计算出温度下降的极限是-246℃ 。
科学家们还发现 , 气体的体积与压力和温度有关:当压力增大或温度降低时 , 气体体积就缩小 。 1787年 , 法国物理学家查尔斯把它写成了一条定律:对于一定质量的气体 , 压强是恒定的 , 温度每下降1℃ , 气体的体积就缩小到0℃时体积的1/273 。 其最低温度为-273.15℃ 。
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根据这句话 , 当温度降到-273.15℃时 , 气体的体积不是为零吗?它似乎是不可能的 。 几十年后 , 科学家改变了这一观点 , 他们认为气体的温度是分子运动的结果 。 物体有温度 , 因为分子、原子在运动 , 运动越快 , 温度越高;相反 , 分子和原子的运动越弱 , 温度越低 , 温度越低 , 它就越不动 。 最后 , 当温度达到-273.15℃时 , 分子将完全停止移动 。 所以这个温度是自然界的最低温度 。
实验室制造出的最低温度
虽然无法比绝对零度更寒冷 , 不过世界各地的科学家依然你追我赶 , 看谁能制造出更接近绝对零度的温度环境 。
若干年前 , 由德、美、奥地利等国科学家组成的一个科学小组改写了人类所达到的最低温度记录:他们在实验室中达到了仅比绝对零度高0.5纳开尔文(1纳开尔文等于10亿分之1开尔文)的温度 , 而此前的记录是比绝对零度高3纳开尔文 。 这是人类历史上首次达到绝对零度以上1纳开尔文以内的极端低温!
这么低的温度是怎么达到的?冷却是从一个物体中获取能量并将其释放到其他地方的过程 。 如果你能不断地从一个物体中获取能量并将其排出 , 那么这个物体就会变得越来越冷 。 要达到超低温 , 首先要用激光冷却物体 。
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【「独品一鸣」温度在宇宙中意义是什么,为什么最高温度没有上限?】
用特定的激光照射被冷却的原子 , 射入的激光先被吸收 , 然后会在不同的方向重新射出 。 掌握好这项技术 , 就能做到散射的能量较吸收能量稍高 。 由于总能量守恒 , 能量的差额取自原子的运动 , 原子因而被减速 , 换句话说 , 原子的温度降低了 。
超低温现象
当环境温度接近绝对零度时 , 许多物质会出现与正常物质完全不同的奇怪现象 , 这就是超低温现象 。
当温度超过摄氏零下190度时 , 空气变成淡蓝色的液体 。 当花朵浸泡在液体空气中时 , 它们就会变得像玻璃一样易碎 , 当它们摇摆时就会丁当作响 。 鸡蛋、石蜡等在液体空气中发光 。
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