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为什么高温没有上限,低温却有绝对零度的约束?

高温也存在上限,它是世界开端的温度,也是孕育出世界的温度。肯定零度虽然是低温的极限,但仅仅理论值,永久不可能到达。下面咱们来聊聊怎么回事:什么是肯定零度在冷水中倒入热水,冷水会变热,称为温度的改变,即…

高温也存在上限,它是世界开端的温度,也是孕育出世界的温度。肯定零度虽然是低温的极限,但仅仅理论值,永久不可能到达。下面咱们来聊聊怎么回事:

什么是肯定零度

在冷水中倒入热水,冷水会变热,称为温度的改变,即热水把自己部分热量传递给了冷水。下面做个试验,在冷水与热水中滴入墨水。

图:左面热水,右边常温水。

试验中后滴入墨水的热水,墨水分散速度反而更快,这说明烧杯中温度更高的水分子运动速度更快。温度是表述物质的冷热程度的物理量,但其本质是描绘物质的均匀动能。

简略了解:车子停在你面前,对你毫无要挟可言,但我们行进在高速公路上,它就具有了很高的能量,这便是动能。

当分子速度为零,也就不具有动能,那么物质就到达了最低温度0K,即肯定零度,换算成摄氏度为-273.15度。

肯定零度无法到达

严寒的冥王星,离太阳较远,最低温度可到达-248度。太空的布景温度为-270.3度,约为3K。世界诞生时温度极高,随之发生了爆破,敏捷胀大,就像是炸弹爆破,中心高温,跟着能量向外分散,从细小的空间释放到更大的空间,温度逐步冷。

世界大爆破138亿年后的今日,世界空间中的余温冷却到了3k,天文学中称为世界微波布景辐射。

间隔地球5000光年的“布莫让星云”,世界天然构成的“极地”,最低温只要-272度,比世界布景还低两度,比肯定零度高一度。这是不正常的,比方室温20度,屋里静置的水,无论如何也不可能低于20度。

布莫让星云是演化到晚期的恒星以164km/s向外抛洒的气体分子所构成的星云。科学家剖析,太空挨近于真空,因而热传递慢。星云在内部的压强效果下会在真空中胀大。就像爆破的进程:气体绝热胀大,体积增大,温度就会下降,因而温度低于布景温度。

试验室中发明的最高纪录是0.5*10^K,却无法到达0k。由于肯定零度,意味着肯定静寂,万物都是相对的,你不动,地球也在动,因而你测不到。

量子力学中,测禁绝准则描绘了你无法一起测得粒子的方位与动量,而肯定静寂意味着速度为零、动量为零,显然是不可能存在的,因而肯定零度能够无限挨近,但永久达不到,由于组成物质的根本粒子要保持量子特性。

世界中存在最高温度

已然运动决议温度,我们分子速度无限快,动能无限大,温度不就能够无穷大了?已然是物质就要恪守物质的根本规律,物质的速度是有极限的。

《狭义相对论》中描绘了信息、能量的传达无法逾越光速,静寂质量不为零的物质无法到达光速,只能无限挨近,因而温度也有了上限。

除此之外,世界万物都源于开端那场炙热的能量喷射,因而最高温便是把整个世界紧缩回去,在那个极度细密,快要井喷之时所具有的温度。

普朗克温度

物体辐射出的电磁波,波长越短,能量越大,辐射温度也就越高。在黑体辐射理论中,物理学家普朗克发现了能量不是接连的,而是一份一份的。每一份不可能再切割的最小单位称之为量子。

量子的呈现意味着时空也并非接连的,因而普朗克核算出了空间的最小标准“普朗克长度”,时刻的最小标准“普朗克时刻”,而世界大爆破开端后的普朗克时刻内,释放出的电磁波便是世界第一份最炙热的能量,电磁波的波长为普朗克长度,辐射温度为普朗克温度,它便是世界的最高温度,数值为1.41 x 10^32 K,除非再来一次世界大爆破,不然无法到达世界最高温。

太阳中心温度约为2000万℃,人类的最高纪录是欧洲核子研究中心,大型强子对撞机制造出的“迷你大爆破”,达了10^13k,只要普朗克温度的千亿亿分之一。

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