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  • 1 # 劉同學的科學戰記

    到目前為止,氦的最大用途是保持低溫。我們在陸地上習慣的那種環境下,氦氣是不會結冰的,但如果你達到絕對零度時,液氦就會變成是一種珍貴的商品,氦氣燃料在零下450華氏度左右就會變成液體。

    化學家有一種儀器,它可以根據物質成像的原理來確定分子的結構。這種機器就需要液氦。如果這一切對你來說還不夠重要,大型強子對撞機也需要氦來冷卻分子,讓分子處於幾乎的靜止狀態,從而有助於觀察實驗結果。

    接近絕對零度時,一些液體會產生第二種被稱為超流體的流體狀態,因為它的粘度為零,或流動性無窮大。在1937年,人們便發現了氦,當氦接近絕對零度時,它會使超流體的溫度低於2.17 開爾文。超流體還具有無限的能量導電性,因此在超流體中不會發生溫度變化。將超流體置於運動的容器中,可以產生量子化的渦流。1924年,阿爾伯特·愛因斯坦和薩蒂恩德拉·納特·博斯預測到了“玻色-愛因斯坦凝聚”(BEC)現象,在BEC中,矩的作用不再是單個分子,而是坍縮成一個單一的量子態,這個量子態可以用一個單一的、均勻的波函式來表示。

    當超高發光的粒子云被冷卻到接近絕對零度時,這些雲便被稱為玻色-愛因斯坦凝聚體(BEC),其中包含的粒子凍結性非常強,它們的變化極其緩慢。在世界的靜止下,這些粒子在自由發展的BEC中也不能保持足夠的慢下來,以至於物理學家們只能以幾分之一秒的速度跟蹤它們,所以科學家們很難得到這些分子的觀察結果。

    NASA官員在研究報告上表示,物理學家在接近絕對零度時發現所有分子的運動都停止了。而純粹的絕對零度有可能達到麼?

    開爾文溫度測量法,是在溫度不存在無限零度下的溫度測量法。絕對零度,是分子生命極限的溫度,它表示攝氏溫度測量的溫度為273.15°,這個開氏溫標和攝氏溫標的大小是一樣的。因此,在這兩個攝氏參考溫度下,即水的凝固點(0°C)和水的沸點(100°C),分別對應於開爾文溫標下的273.15°K和373.15K。

    另一種純粹的溫度測量方法,是藍金溫標,也被一些技術人員採用。絕對零點強度、振動,分子即使在絕對零度下也會保持一定的溫度,這種現象在醫學領域已經採取測量方法來測量分子的隨機運動。當溫度降低到絕對零度時,所有物質運動都會停止,分子也可能會停下來休息。然而,事實上,分子在絕對零度下的運動從未消失。

    當溫度接近絕對零度時,分子或者粒子的動能接近有限的量,這個有限的量很小,但是並不是0,因此還保留一定的動能。在絕對零度在,人們認為任何運動都會停止。仍然一些分子強度仍然會存在,不過這些分子強度處在最低的峰值,但並不是靜止的死寂。

  • 2 # 匯雁1

    此題如果進入高考物理試卷,應該屬於中等偏上較難的題。難在需要綜合分析。

    絕對零度是一種什麼狀態?換成攝氏溫度就是零下273.15度。按照國際溫標,絕對零度OK==一273.15℃。式中K,表示單位開爾文。

    溫度是物體內能的宏觀反映。物體內能由分子動能加上分子勢能總和。當物體處於絕對零度時,所有分子的動能和分子的勢能,總和意味著必然是零。

    但是反過來考慮:不同物質,分子結構不同的物體,要使物體內能變成零,並不需要統一的溫度。例如氮氣一196℃;而氦氣卻要達到再低一些,一200℃才行。

    進一步分析如下:各種物體在零下200度附近r,都會成結冰狀態。體積收縮為最小。

    ①當分子間距r大於幾十個奈米時,分子之間處於分子引力範圍。當r→ro時引力變小。

    ②而當r=ro時,分子引力=分子斥力。意味著兩個分子相依觸,但無擠壓。請注意意味兩個分子都不能運動。此狀態下,物體內部旣無分子動能,也無分子勢能!

    以上面分析,不難得出結論:當溫度還未低到攝氏零下273.15時,(即是國際溫標的0K時)各種元素構成的,各種形態的物質,它們的分子動能和分子勢能就都是0了。這個資料一直被物理學家公認。

    比太陽大幾倍的超大黑洞,絕對溫度比地球上的0K(一273.15℃)還要高一點點,僅僅高百萬分之一度。

    丅==hCv3/8丌KGM

    Cv3代表光速的三次方。

    丅為國際溫標,h是普朗克恆量,C是光速,丌是園周率,K是玻爾茲曼常數,G是萬有引力恆量。

    M是黑洞質量,處於公式中的分母位置。M越大→丅越小,越接近OK,但不等於OK。所以絕對零度0K仍然沒有被突破。

  • 3 # 希望之河

    溫度一般用於宏觀。這時絕對零度是原子無運動,應該是不可能實現的。

    但在量子漲落和黑洞蒸發會有這樣的可能,

    黑洞蒸發出實量子,而黑洞視界內會有虛粒子,所以黑洞視界內的溫度是否可能低於零度??

  • 4 # 科學黑洞

    絕對零度從熱力學角度來考慮是理論上的最低溫度,單位為開爾文(k),絕對零度換算成攝氏溫度等於-273.15℃。

    根據麥克斯韋-玻爾茲曼分佈,物質的溫度和微觀粒子的動能有本質的關係,粒子動能越大物體的溫度就越高。粒子的動能由粒子的運動速度決定,在量子力學中粒子的動能有最低點。在此時物體表現出的溫度就是理論上的溫度下限值。

    沒有絕對靜止的粒子,物體的溫度就永遠達不到絕對零度。科學家透過哈勃空間望遠鏡,在人馬座發現了一個回力棒星雲,這個星雲的溫度大約為零下272攝氏度,僅僅比絕對零度高一攝氏度左右。這是人類目前為止發現的溫度最低的地方。這個星雲正在高速的膨脹開來,這也是其溫度很低的原因所在。告訴膨脹的星雲吸收自身大量的熱量,溫度極速變低。絕對零度理論上來講是絕對不可能被突破的,當微觀粒子不運動的時候動能為零,表現出的溫度就是絕對零度。

  • 5 # 小民科

    絕對零度是種什麼狀態?為什麼我們認定它永遠無法突破?而有些理論卻認為它是可以突破的?其實這根本原因還是量子漲落的問題,能解決量子的漲落問題就能達到絕對零度,解決不了就永遠達不了。

    絕對零度的本身是一種沒有任何輻射,且物質完全靜止的狀態,而物質完全靜止到底是怎麼樣個靜止法呢?其實它並非是我們宏觀所見的那種靜止不動的靜止,而是在包括組成物質的原子電子也處在完全靜止的狀態中。

    在當前所認知的物理世界中,只要有物質的存在,那就必定會有量子的漲落現象存在,而且完全處在一種沒有任何能量輻射的環境中是不可能的。我們宇宙的微波背景輻射為2.7K,這2.7K的背景輻射說明了在我們整個的宇宙空間中,不可能有任何一處地方是低至0K的,即便是黑洞,它再怎麼吸收輻射,它溫度再低也是0K以上。

    有科學家曾說絕對零度是可以突破,這是怎麼回事呢?怎麼可能?絕對零度可以突破不過就是一種假想性的物理環境而已。

    那麼這個假想性的物體環境是什麼呢?其實就是完備時空的物理環境,這種物理環境在本質上就跟牛頓的第一定律類似,需要設定一種完美而幾乎不存在的物理環境。完備時空就是沒有宇宙微波背景輻射,沒有任何物質的存在,沒有任何時空彎曲的穩態時空流形,其實說白了就是一個沒有宇宙的宇宙,一個純粹而平滑的物理真空。

    假想很完美,可它終歸只是假想,沒辦法存在,因此絕對零度可以突破的說法僅是個玩笑。

  • 6 # 天澤方圓之楊春順

    要想實現絕對零度就必須在全宇宙空間中實現這個溫度,哪怕在整個宇宙空間中有一個基本粒子還在做著運動,哪麼從理說上講整個宇宙的溫度就是高過絕對零度的。所謂的絕對零度就是指在整宇宙中,一切質量都失去了運動,沒有光、沒有輻射、沒有導體的固態化世界。顯然絕對零度不可能實現,超越絕對零度更是天方夜談。

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