從當前的理論來看,絕對零度是溫度的下限,並且是無法達到的下限,只能趨近於這個溫度。至於為什麼絕對零度是理論上無法達到的最低溫度,我在昨天的一個有關理論最高溫度的回答中有提到過,這裡再來稍微說明一下。
諸如原子和分子等微觀粒子組成了我們所知的物體,它們的熱運動使物體有了熱量,因此,溫度就是用於表徵它們的熱運動平均動能。粒子的平均動能越小,溫度也就越低。那麼,粒子的平均動能會小到什麼地步呢?
顯然,粒子停止熱運動,平均動能為零,此時的溫度達到最低值。這個最低溫度被稱為絕對零度,它的大小可以透過蓋-呂薩克定律在座標軸上進行外推得到(參見此前我的一個詳細回答),其大小約為-273.15 ℃,或者用熱力學的溫度表示為0 K。
然而,量子力學的不確定性原理表明,粒子的位置和動量不可能同時測得。如果粒子停止熱運動,我們就可以同時測出粒子的位置和動量,這就違背了不確定性原理。因此,粒子始終存在熱運動,這意味著絕對零度是不可能達到的最低溫度,只能無限接近於它。從另外一個角度來看,宇宙中的任何地方都無法完全隔絕能量的交換,所以物體始終會有一個高於絕對零度的溫度。目前,人類在實驗室中達到的最低溫度為0.0000000001 K,或者−273.1499999999 ℃。
從當前的理論來看,絕對零度是溫度的下限,並且是無法達到的下限,只能趨近於這個溫度。至於為什麼絕對零度是理論上無法達到的最低溫度,我在昨天的一個有關理論最高溫度的回答中有提到過,這裡再來稍微說明一下。
諸如原子和分子等微觀粒子組成了我們所知的物體,它們的熱運動使物體有了熱量,因此,溫度就是用於表徵它們的熱運動平均動能。粒子的平均動能越小,溫度也就越低。那麼,粒子的平均動能會小到什麼地步呢?
顯然,粒子停止熱運動,平均動能為零,此時的溫度達到最低值。這個最低溫度被稱為絕對零度,它的大小可以透過蓋-呂薩克定律在座標軸上進行外推得到(參見此前我的一個詳細回答),其大小約為-273.15 ℃,或者用熱力學的溫度表示為0 K。
然而,量子力學的不確定性原理表明,粒子的位置和動量不可能同時測得。如果粒子停止熱運動,我們就可以同時測出粒子的位置和動量,這就違背了不確定性原理。因此,粒子始終存在熱運動,這意味著絕對零度是不可能達到的最低溫度,只能無限接近於它。從另外一個角度來看,宇宙中的任何地方都無法完全隔絕能量的交換,所以物體始終會有一個高於絕對零度的溫度。目前,人類在實驗室中達到的最低溫度為0.0000000001 K,或者−273.1499999999 ℃。