什么是绝对零度?

2023-08-22 12:08

2023-08-22 15:08
绝对零度(absolute zero),是热力学的最低温度,但只是理论上的下限值。热力学温标的单位是开尔文(K),绝对零度就是开尔文温度标(简称开氏温度标,记为K)定义的零点。0K约等于摄氏温标零下273.15摄氏度,也就是0开氏度,在此温度下,物体分子没有动能和势能,动势能为0,故此时物体内能为0。物质的温度取决于其内原子、分子等粒子的动能。根据麦克斯韦-玻尔兹曼分布,粒子平均动能越大,物质温度就越高。理论上,若粒子平均动能低到量子力学的最低点时,物质即达到绝对零度,不能再低。然而,绝对零度是不可能达到的最低温度,自然界的温度只能无限逼近。如果到达,那么一切事物都将达到运动的最低形式。因为任何空间必然存有能量和热量,也不断进行相互转换而不消失。所以绝对零度是不存在的,除非该空间自始即无任何能量热量。在绝对零度下,原子和分子拥有量子理论允许的最小能量。
开尔文是温度的计量单位。它是国际单位制的七个基本单位之一,符号为K。以开尔文计量的温度标准称为热力学温标,其零点为绝对零度。在热力学的经典表述中,绝对零度下所有热运动停止。1开尔文定义为水的三相点与绝对零度相差的1⁄273.16。水的三相点是0.01°C,因此温度变化1摄氏度,相当于变化了1开尔文。
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绝对零度 (absolute zero),是热力学的最低温度,但只是理论上的下限值。热力学温标的单位是开尔文(K),绝对零度就是开尔文温度标(简称开氏温度标,记为K)定义的零点。0K约等于摄氏温标零下273.15摄氏度,也就是0开氏度,在此温度下,物体分子没有动能和势能,动势能为0,故此时物体内能为0。物质的温度取决于其内原子、分子等粒子的动能。根据麦克斯韦-玻尔兹曼分布,粒子平均动能越大,物质温度就越高。理论上,若粒子平均动能低到量子力学的最低点时,物质即达到绝对零度,不能再低。然而,绝对零度是不可能达到的最低温度,自然界的温度只能无限逼近。如果到达,那么一切事物都将达到运动的最低形式。因为任何空间必然存有能量和热量,也不断进行相互转换而不消失。所以绝对零度是不存在的,除非该空间自始即无任何能量热量。在绝对零度下,原子和分子拥有量子理论允许的最小能量。
开尔文是温度的计量单位。它是国际单位制的七个基本单位之一,符号为K。以开尔文计量的温度标准称为热力学温标,其零点为绝对零度。在热力学的经典表述中,绝对零度下所有热运动停止。1开尔文定义为水的三相点与绝对零度相差的1⁄273.16。水的三相点是0.01°C,因此温度变化1摄氏度,相当于变化了1开尔文。
绝对零度指的是所有物质的热能为零时的理论温度。最初,人们认为绝对零度是恒压下理想气体体积收缩为零时的温度。绝对零度在热力学中意义极大,而且还用作绝对温标的固定刻度。绝对零度相当于0K、-459.67°F,或-273.15℃。
可能的最低温度,等于-273.15°C(或绝对开尔文标度上的0°),在该温度下原子完全停止移动,分子能量最小。
不可能通过任何物理过程将系统温度降低到零的想法,被称为热力学第三定律。
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