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絕對零度是多少度 絕對零度指的是多少度

絕對零度是多少度 絕對零度指的是多少度

絕對零度等於攝氏溫標零下273.15度(-273.15℃)。絕對零度是熱力學的最低溫度,熱力學溫標的單位是K(開爾文)。在此溫度下,物體分子沒有動能,但仍然存在勢能,此時內能為最小值。然而,絕對零度是無法達到的,只是理論的下限值。

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物質的溫度取決於其內原子、分子等粒子的平均動能。根據麥克斯韋-玻爾茲曼分佈,粒子平均動能越高,物質溫度就越高。理論上,若粒子平均動能低到量子力學的最低點時,物質即達到絕對零度,不能再低。然而,根據熱力學第三定律,絕對零度永遠無法達到,只可無限逼近。因為任何空間必然存有能量和熱量,也不斷進行相互轉換而不消失。所以絕對零度是不存在的,除非該空間自始即無任何能量熱量。在此一空間,所有物質完全沒有粒子振動,並且其總體積為零。

絕對零度是多少度 絕對零度指的是多少度 第2張

有關物質接近絕對零度時的行為,可初步觀察熱德布洛伊波長。其中h為普朗克常數、m為粒子的質量、k為玻爾茲曼常量、T為絕對溫度。可見熱德布洛伊波長與絕對溫度的平方根成反比,因此當溫度很低的時候,粒子物質波的波長很長,粒子與粒子之間的物質波有很大的重疊,因此量子力學的效應就會變得很明顯。

絕對零度是多少度 絕對零度指的是多少度 第3張

絕對零度表示那樣一種溫度,在此溫度下,構成物質的所有分子和原子均停止運動。所謂運動,係指所有空間、機械、分子以及振動等運動。還包括某些形式的電子運動,然而它並不包括量子力學概念中的“零點運動”。除非瓦解運動粒子的集聚系統,否則就不能停止這種運動。從這一定義的性質來看,絕對零度是不可能在任何實驗中達到的這些運動是肉眼看不見的,但是我們會看到,它們決定了物質的大部分與溫度有關的性質。正如一條直線僅由兩點連成的一樣,一種溫標是由兩個固定的且可重複的溫度來定義的。最初,在一標準大氣壓(760毫米水銀柱,或760託)時,攝氏溫標是定冰之熔點為0℃和水之沸點為100℃,絕對溫標是定絕對零度為0K和冰之熔點為273K,這樣,就等於有三個固定點而導致溫度的不一致,因為科學家希望這兩種溫標的度數大小相等,所以,每當進行關於這三點的相互關係的準確實驗時,總是將其中一點的數值改變達百分之一度。

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