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既然现实中绝对零度是无法达到的,那么绝对零度的值是怎么确定的呢? 第1页

  

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记得是高中或者大一的实验课,用一张带网格的座标纸作图画出来的。







絕對零度(absolute zero)是熱力學的最低溫度,是粒子动能低到量子力学最低点时物质的温度。绝对零度是僅存於理論的下限值,其熱力學溫標寫成0K,等於攝氏溫標零下273.15度(即−273.15℃)。

物質的溫度取決於其內原子、分子等粒子的動能。根據麥克斯韋-玻爾茲曼分佈,粒子動能越高,物質溫度就越高。理論上,若粒子動能低到量子力學的最低點時,物質即達到絕對零度,不能再低。然而,根據熱力學定律,絕對零度永遠無法達到,只可無限逼近。因為任何空間必然存有能量和熱量,也不斷進行相互轉換而不消失。所以絕對零度是不存在的,除非該空間自始即無任何能量熱量。

在此一空間,所有物質完全沒有粒子振動,其總體積並且為零。


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俺没啥文化, 初中毕业,大伙都知道。

俺不到一百万知友(760多K),才升10级。阅读总量没到一小步(8000万左右,不到一个亿的小目标)。长期关注俺的知友知道, 俺不是专业的。 俺也不是大佬。

俺是最业余的......笑话、神棍和论坛孤儿


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绝对零度可以用理想气体理论推导出来。根据盖-吕萨克定律,压强恒定时,降低温度,气体的体积会压缩,并且这种变化是线性的。测量一段温度范围内体积随温度变化的规律,并延长到体积为零的位置,此时的温度值就是最早对绝对零度的定义。更先进的定义要用到关于热机循环的知识,这里就不细说了。物理学中常用单位K(开尔文)计量温度,绝对零度为0K,0℃为273.15K。

目前尚没有方法可以实验上准确测出绝对零度的值。绝对零度是一个理论上的极限值,在接近绝对零度时,很多性质都会发生变化。比如,根据盖-吕萨克定律,保持恒定压强,降温至绝对零度,气体的体积会降为零。实际上这是不现实的,绝对零度附近,盖-吕萨克定律不再准确。再比如,开尔文认为绝对零度下粒子的能量为零(这其实也是如今很多人的认识),但这后来也被推翻。在接近绝对零度时,玻色子会全部占据最低能级形成“玻色-爱因斯坦凝聚”,而费米子会占据“费米能级”以下所有量子态,总之它们的能量都不为零。极低温下还有超导、超流等很多新奇的物态,这些都不能用经典物理的知识理解。

物理学家有很多种降温的方法可以接近绝对零度。凝聚态物理中,使用“稀释制冷机”等手段可以降温到mK(0.001K)的水平(PS: 最近中科院物理所自主研制的无液氦稀释制冷机已经实现了10mK以下的极低温!)。专门研究极低温物理的冷原子物理中,使用激光、磁场等辅助,可以实现nK(0.000000001K)量级的温度。最后附上一张冷原子领域的经典图片,这是170nK温度下铷原子的玻色-爱因斯坦凝聚,该发现获得了2001年的诺贝尔物理学奖。想要深入了解这一问题,欢迎学习热力学和统计物理的相关知识。




  

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