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1 # 欲大師智慧社會哲理先驅
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2 # 諸艾文
這個腦洞很有趣,可以分析一下。
說到隔熱,就不得不提熱傳遞的三種方式:熱傳導,熱對流,熱輻射。
熱傳導:熱沿著相接觸的物體被不斷傳導過去。炒菜時,熱量從鍋底外層傳導到鍋底內層,再傳導到菜上。夏天,手握住冰塊,一陣冰涼。這都是熱傳導。
熱對流:熱跟隨物體的運動而一起移動。煮飯時,沸騰的水在翻滾。暖氣裡的水從鍋爐房到達暖氣片。這都是熱對流。
熱輻射:熱以可見光、紅外光等電磁輻射的方式傳遞。夏天,大太陽底下熱死個人,沒太陽的地方就是陰涼地。這就是,太陽給我們的熱輻射在起作用。
好,科普結束,回到正題。
完全隔熱的材料。簡而言之就是,不會有熱傳導、熱對流、熱輻射的材料。熱傳導、熱對流,都好說,圍一圈真空就啥都沒了。關鍵在熱輻射。絕對隔熱,意味著熱輻射從一邊進去,不能從另一邊出來。熱輻射,又往往是可見光啊,紅外線啊,這些光。放一起說就是,光只能進去,不能出來。
那麼問題來了,什麼東西能夠做到,光只進不出呢?據我所知,物理學裡只有一種模型,能夠做到光只進不出:黑洞。(霍金輻射先不考慮...考慮了就真的一個不剩了)。
完全隔熱的材料,內部溫度是多少?既然這個“絕對隔熱的材料”就是黑洞,那這個問題就變成了,黑洞內部溫度是多少?
先說普通的黑洞。問題在於,傳統意義上的“溫度”這個概念,本身就是在比較正常的環境中定義的,這個概念在黑洞中是否和在地球上一致呢?很難說。現階段對黑洞溫度的定義,往往依賴於霍金輻射:哪怕是黑洞,也會有光可以跑出去,這點點跑出去的光,就是霍金輻射(的一部分)。根據跑出去的光,就可以推算出黑洞的溫度。
而這個公式,就是:
T=hc^3/8πkGM
式中,T是溫度,h是普朗克常數,c是光速,k是玻爾茲曼常數,G是引力常數,M是黑洞質量。
比如銀河系中心(據稱,可能)存在的超大黑洞,據估計(最大)可能有100億個太陽那麼大的質量。那麼,這個黑洞內部的溫度,將會達到大約4*10E(-19) K。也就是隻比絕對零度高了0.0000000000000000004度。
如果地球變成黑洞,那麼這個黑洞的溫度將會來到0.13K。沒錯,黑洞越小,溫度越高。
問題在於!問題在於!如果考慮霍金輻射,黑洞就不是完全隔熱的物體了!如果真的把霍金輻射之類的黑洞輻射也給禁掉,那這個特殊的,完全隔熱的黑洞的溫度,還真是絕對0度!
最後重複一下結論如果有完全隔熱的物體,那這個物體的溫度,還真就是絕對0度。但完全隔熱不存在,絕對零度也不會存在。
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這是個思想實驗。絕對零度意味著沒有熱運動,估計處於凝聚態,分子原子和原子核電子等處於物質波狀態,像融化的多色雪糕交融在一起(這是我民科級別的猜測),它們之間完全沒有熱運動,也就是彼此相對靜止。而絕對絕緣,就是不傳導熱運動。不論是分子原子都不會與接觸物碰撞,而且沒有輻射,也沒有其他的會導致不規則運動的力與場。絕對絕緣不會消除接觸物體的熱運動,它既不會增加也不會減少接觸物體的熱運動。(回答完畢)