-
1 # 原黃烈平
-
2 # 自然風57778401306
絕對零度,冰點極限,理論上一273.15℃,這僅僅是理論上的檢測討論的結果,用於實際操作很難達到絕對零度的低溫條件。在常溫狀態下受環境的限制,造成這種低溫條件,任何化學粒子都不能活動,跟物質世界運動的基本粒子是相剋的環境。其實也沒有必要達到絕對零度。絕對零度,在宇宙中有這樣的低溫區,物質粒子非常稀少,有的科學家分析說,宇宙低溫區有可能是暗物質最活躍的地方。
-
3 # 物理思維
絕對零度,指的是熱力學溫標中的零度,相當於攝氏溫標中的零下273.15°C。根據熱力學定律,絕對零度在自然界中永遠沒法達到。
考慮一臺理想的製冷機(冰箱),製冷機的效率被定義為:製冷機從低溫熱源的吸熱(Qc)除以製冷機在熱力學迴圈中做的功(W),η=Qc/W。
根據熱力學第二定律:不可能存在一個製冷機,能夠把從低溫物體吸收來的熱量全部傳輸到高溫物體中而不產生任何其他效果。這意味著我們必須做功(W),才能使系統從低溫吸熱(Qc),到高溫放熱(QH),
假設低溫溫度無限接近零溫(Tc->0),這意味著製冷機的效率此時也趨於0,換句話說當低溫溫度無限接近零溫時,我們需要做無窮大的功,才能繼續從低溫吸收有限的熱量。
小結一下:熱量無法自發地從低溫傳到高溫,如果我們要使熱量從低溫物體傳到高溫物體,我們就必須對系統做功。如果我們要使一個有限溫度的物體降溫降到絕對零度,就需要我們不斷地從低溫物體上把熱量傳到高溫物體中。隨著低溫物體的不斷降溫,趨於絕對零度,繼續從低溫物體吸取熱量所需做的功將趨於無窮大。
這意味著,我們永遠無法把一個物體從有限溫度透過有限過程(有限做功)降溫降到絕對零度。這個洞見最早是能斯特在1912年提出的。
德國物理化學家,能斯特(Nernst,1864-1941)。雖然絕對零度我們永遠無法達到,但在實驗室裡我們可以無限逼近絕對零度。隨著低溫技術的發展,人類在實驗室能夠達到的最低溫度一直在重新整理中。目前我查到的最低記錄是100皮開,或1乘以10的-10次方卡爾文。
下圖是實驗裝置示意圖:
如圖偏上方中央有個小黑點,這裡樣品溫度可達到低於1鈉開。
-
4 # 海門老馮
能量是物質的運動力。物質如果停止了運動,能量就無從產生。所以,實現絕對零度空間環境,其前提只有使物質停止運動。
雖然真空佔據著絕大部分宇宙空間,但是真空卻仍然充滿著運動著的微觀粒子。比如說是原子(氫)、質子、中子或電子。然空間中數量最多,最為常見的運動物質便是電子,比如太Sunny電子。電子有質量,且相對質量輕、體積小,自身還帶有異性相吸和同性斥的力。電子極易受到環境其他物質運動激發而運動起來。比如是宇宙大爆炸的膨脹激發推動力、天體坍縮時對物質的壓力運動激發力、恆星內部物質之間的摩擦力以及化學反應、光電轉化、電流放電時所產生的宇宙射線或電磁波等等。電磁波的電子在真空中直線運動時,所受到的其他空間運動物阻擋機率大為減少,電磁波就能行走的很遠。這樣宇宙空間裡就穿插著縱橫四面八方的運動電子。因此,真空不空。真空不空,能量也就不絕。故自然環境下不存在絕對零度。
人類如果要創造出一個絕對零度環境空間行不行呢?假如說行,其代價也一定是十分昂貴。
首先要把一個空容器實驗裝置包裹起來,以隔絕微觀粒子透過,這種具有對電子、質子、中子等微觀粒子運動完全隔絕的材料能找到嗎?假如能找到。然後還要將實驗裝置置於真空環境下進行,以解決人為產生絕對真空時的裝置和資金投入以及相關技術瓶頸之尷尬(如果在非真空環境下如果採取抽取內部空氣,往往不能徹底排除容器內的氣體物)。接下來在真空低溫環境基礎上還要透過多級吸能(降溫)手段,最終使得該容器內部空間失去電子運動或者讓內部空間裡不存在一個電子級別以上的物質運動起來。
上述這些都是假設。由此可見,要達到絕對零度,其難度有多大。故所以到目前為止,絕對零度還無法人為達到。
-
5 # 卓越物理
什麼是絕對零度?
零度指的是國際溫標-開爾文,也就是說絕對零度的零度是0開爾文,換算成攝氏度就是-273.15℃。
273.15℃是怎麼確定的?
在熱力學實驗中發現,絕熱過程中,保持氣體壓強不變,氣體溫度每下降1℃,氣體的體積減少0℃時體積的273.15分之一,就是這樣推匯出了273.15攝氏度這個數值。
溫度是怎麼產生的?
溫度可以粗略的理解成大量粒子隨機運動劇烈程度的平均描述。這裡“大量”至少也得有幾萬億個原子的規模。例如,我們手摸到一個物體的時候,這個物體表面的微粒正在劇烈運動,同時面板上也有原子、分子,兩個一碰觸,振動劇烈的帶動不那麼劇烈的震起來了,再透過神經傳輸給丘腦,這就是我們感知溫度的過程。
為什麼絕對零度不可達?
溫度在變冷這個方向,粒子運動得越慢,總體上看溫度越低,但運動得最慢,最微弱,那就是不運動了。所以這個問題可以轉換一下,達到絕對零度的物理意義就是大量粒子的隨機運動停止了。
那可不可能粒子完全不運動了呢?不可能,這裡要提到一個量子力學中的“不確定原理”---物體的位置和動量是不能同時是確定值的,一旦位置確定,物體的速度就是無限大,那就相當與運動無限劇烈。一旦速度確定時,物體的位置將是宇宙空間中任意的位置,所以根本談不上這個粒子在不在運動了,你都找不到它了。
回覆列表
這個說明太空暗物質的存在的鐵證,本質正負電性粒子,它就是能量,廣泛存在於太空,原子,細胞,星球內的每個角落。