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為什麼找不到絕對零度

發布時間: 2022-08-08 16:06:50

1. 為什麼達不到絕對零度

用理想氣體實驗,可以推出。

PV=nRT這個公式,

定量氣體物質(n),體積不變(V)的情況下,P∝T,以T為橫坐標,P為縱坐標,畫出曲線。

這樣,圖像會是一條直線。

絕對零度時,氣體分子不運動,不產生壓強,把你做出來的線段,延長(圖中的虛線),就可知絕對零度的值。另外,其他有溫度的實驗也可以,這個是比較典型的例子。

看不懂的話,我有上載圖片,樓主要等。。。

2. 為什麼永遠達不到絕對零度

地球上的低溫記錄出現在南極,最低曾達到-88.3℃,比月球的溫度還要低一些,背太陽一面最低達-183℃,離太陽最遠的冥王星,估計溫度在-240℃以下。有人推測宇宙間超冷區的溫度,大體上是-273℃,到了這個溫度,物質分子平均內能將降低到零,熱運動完全停止。世界上所有氣體的壓強(體積一定時)或者體積(壓強一定時)都要化為烏有。這是物質系統能量達到最小的溫度,所以,-273℃(精確值是-273.16℃)便被稱為絕對零度。

究竟存不存在一個絕對零度?我們能不能達到這樣低的溫度?這件事引起了許多科技工作者的興趣,他們開始了向絕對零度進軍。

在19世紀20年代,法拉第首先發現:在相當低的溫度下,給某氣體施加足夠大的壓力,就會使它們變成液體,這些液體一旦製成,又成了一種極好的冷卻劑。因為當它們在減壓條件下蒸發而變成氣體的時候,會從周圍環境吸收熱量,使溫度降得更低。經過十幾年的努力,物理學家獲得了-110℃,使當時已知的很多氣體冷卻為液或固體。但就是在這樣的低溫下,有些氣體仍不能變成液體。如氫、氧、一氧化碳、一氧化氮、氦等,所以,人們把它們稱為「永久氣體」。

為什麼永久氣體不能被液化呢?科學家發現,任何一種氣體都有一個臨界溫度,高於這個溫度,無論施加多大壓力也不會被液化。這是因為氣體分子間既有排斥力,又有吸引力;氣體的種類不同,分子吸引力的大小也不同。永久氣體之所以不能被液化,就是因為分子間的吸引力很小,不易被液化,究其原因是臨界溫度很低。要想液化永久氣體,必須獲得更低的溫度。

一個世紀以前,德國科學家林德等人採用壓縮——絕熱膨脹法和抽除液面蒸氣法,獲得了氧氣和氮氣的液滴。他們的試驗是這樣進行的:往容器里裝進氣體,施加高壓,氣體體積縮小,分子運動加快,溫度上升,接著通過冷卻劑的蒸發吸熱,帶走熱量,把受壓氣體冷卻到原來的溫度。最後斷絕容器熱量的出入,讓受壓氣體通過狹窄的口子急劇膨脹,對外作功,由於得不到外界熱量供應只好消耗自身的內能,這樣就可以得到很低的溫度。如果把液化了的氣體密封到一個容器里,讓他蒸發,並在蒸發的過程中抽掉液面上的蒸氣,也就是奪走運動最快的分子,實行多級串聯,一級一級地逐次進行,就可以把溫度降得更低。林德等人把這兩種辦法結合起來使用,不但獲得了液化的氧氣、一氧化碳和氮氣,而且還創造了-225℃的低溫記錄。1898年,蘇格蘭化學家杜瓦正根據壓縮——絕熱膨脹原理,在-253℃的低溫下液化了氫氣。一年後,又用抽除液面蒸氣法得到了固態氫,達到了更低的低溫-261℃和-263℃。

荷蘭物理學家翁內斯花費了半生的精力,終於在1908年,把最頑固的氦氣轉化成了液體。在液化氦氣的同時,還發現了一些物質在超低溫下的奇異性質,比如超導現象和超流現象,這些發現,鼓舞著科學家繼續向絕對零度進軍。

1925年,荷蘭物理學家德拜找到了一種獲得超低溫的新方法——絕熱去磁法。把一種順磁物質放到IK的液氦上邊,加一個強磁場,使順磁物質分子從雜亂無章到按磁場方向整齊排列,會放出一部分熱量,這熱量讓液氦帶走。接著在不讓熱量傳入的情況下突然把磁場去掉,順磁物質的分子從整齊的有序的排列恢復到無規則狀態,同時消耗自己的熱量,於是液氦的溫度進一步下降了。後來美國化學家吉奧克改進這種方法,反復進行這個步驟,於1957年,創造了0.00002K的低溫新紀錄。

後來,德國物理學家倫敦又發明了氦3和氦4淡化致冷的新技術——稀釋致冷法。氦3和氦4是氦的兩種同位素,它們通常是混合在一起的,當溫度降低到開氏零點幾度時,它們會分成兩層:氦3主要在上層,其中溶解有氦4;氦4主要在下層,其中溶解有氦3。溫度進一步降低,上層里氦4越來越少,最後等於零,但是下層里的氦3卻始終保持著一定濃度。如同抽除液面蒸氣法一樣,人們從下層抽去活潑的氦3「蒸氣」,上層的氦3就會「蒸發」下來補充。結果使整個氦液的溫度下降。如果連續反復進行這個過程,使氦3不斷從上層移向下層,液氦的溫度就能不斷降低。

由於使用了一系列的「降溫」新技術,現在人們已經獲得了0.0000001K的最低溫度,距離絕對溫度就剩下千萬分之一度了。只要再努一把力,不是就達到了嗎?

可是,德國物理學家斯脫卻為這種努力潑了一瓢冷水,他指出,用有限的手段使物體冷卻到絕對零度是不可能的。有人還說,這個溫度永遠也達不到。但科學家並沒有放慢向絕對零度進軍的步伐。

3. 絕對零度存在嗎,在哪裡

絕對零度不可能達到,詳解
絕對零度 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,系指所有空間、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,但已達到絕對零度以上百萬分之一度內的低溫。所有這些在物質內部發生的分子和原子運動統稱為「熱運動」,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復的溫度來定義的。最初,在一標准大氣壓(760毫米水銀柱,或760托)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oK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朝等,所以,每當進行關於這三點的相互關系的准確實驗時,總是將其中一點的數值改變達百分之一度。 現在,除了絕對零度外,僅有一固定點獲得國際承認,那就是水的「三相點」。1948年確定為273.16K,即絕對零度以上273.16度。當蒸氣壓等於一大氣壓時,水的正常冰點略低,為273.15K(=o℃=320°F),水的正常沸點為373.15K(=100℃=212°F)。這些以攝氏溫標表示的固定點和其他一些次要的測溫參考點(即所謂的國際實用溫標)的實際值,以及在實驗室中為准確地獲得這些值的度量方法,均由國際權度委員會定期公布。

1848年,英國科學家威廉·汽姆遜·開爾文勛爵(1824~1907)建立了一種新的溫度標度,稱為絕對溫標,它的量度單位稱為開爾文(K)。這種標度的分度距離同攝氏溫標的分度距離相同。它的零度即可能的最低溫度,相當於攝氏零下273度(精確數為-273.15℃),稱為絕對零度。因此,要算出絕對溫度只需在攝氏溫度上再加273即可。那時,人們認為溫度永遠不會接近於0K,但今天,科學家卻已經非常接近這一極限了。

物體的溫度實際上就是原子在物體內部的運動。當我們感到一個物體比較熱的時候,就意味著它的原子在快速動動:當我們感到一個物體比較冷的時候,則意味著其內部的原子運動速度較慢。我們的身體是通過熱或冷來感覺這種運動的,而物理學家則是絕對溫標或稱開爾文溫標來測量溫度的。

按照這種溫標測量溫度,絕對溫度零度(0K)相當於攝氏零下273.15度(-273.15℃)被稱為「絕對零度」,是自然界中可能的最低溫度。在絕對零度下,原子的運動完全停止了,並且從理論上講,氣體的體積應當是零。由此,人們就會明白為什麼溫度不可能降到這個標度之下,為什麼事實上甚至也不可能達到這個標度,而只能接近它。

自然界最冷的地方不是冬季的南極,而是在星際空間的深處,那裡的溫度是絕對溫度3度(3K),即只比絕對零度高3度。

這個「熱度」因為實際上我們談到的溫度總是在絕對零度之上)是作為宇宙起源的大爆炸留存至今的熱度,事實上,這是證明大爆炸理論最顯著有效的證據之一。

在實驗室中人們可以做得更好,能進一步地接近於絕對零度,從上個世紀開始,人們就已經製成了能達到3K的製冷系統,並且在10多年前,在實驗室里達到的最低溫度已是絕對零度之上1/4度了,後來在1995年,科羅拉多大學和美國國家標准研究所的兩位物理學家愛里克·科內爾和卡爾威曼成功地使一些銣原子達到了令人難以置信的溫度,即達到了絕對零度之上的十億分之二十度(2×10-8K)。他們利用激光束和「磁陷阱」系統使原子的運動變慢,我們由此可以看到,熱度實際上就是物質的原子運動。非常低的溫度是可以達不到的,而且還要以尋求「阻止」每一單個原子運動,就像打檯球一樣,要使一個球停住就要用另一個球去打它。這了弄明白這個道理,只要想一想下面這個事實就夠了。在常溫下,氣體的原子以每小時1600公里的速度運動著,而在3K的溫度下則是以每小時1米的速度運動著,而在20nK(2×10-8K)的情況下,原子運動的速度就慢得難以測量了。在20nK下還可以發現物質呈現的新狀態,這在70年前就被愛因斯坦和印度物理學家玻色(1894~1974)預見了。

事實上,在這樣的非常溫度下,物質呈現的既液體狀態,也不是固體狀態,更不是氣體狀態,而是聚集成唯一的「超原子」,它表現為一個單一的實體。
希望對你有所幫助

4. 什麼是絕對零度,為什麼絕對零度不可達到

絕對零度,也就是-273.15℃

物體的溫度實際上就是原子在物體內部的運動。當我們感到一個物體比較熱的時候,就意味著它的原子在快速運動:當我們感到一個物體比較冷的時候,則意味著其內部的原子運動速度較慢。我們的身體是通過熱或冷來感覺這種運動的,而物理學家則是絕對溫標或稱開爾文溫標來測量溫度的。

按照這種溫標測量溫度,絕對溫度零度(0K)相當於攝氏零下273.15度(-273.15℃)被稱為「絕對零度」,是自然界中可能的最低溫度。在絕對零度下,原子的運動完全停止了,並且從理論上講,氣體的體積應當是零。由此,人們就會明白為什麼溫度不可能降到這個標度之下,為什麼事實上甚至也不可能達到這個標度,而只能接近它。

5. 電視劇絕對零度為什麼找不到,大部分網站上都沒有。

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6. 絕對零度是多少為什麼會有絕對零度

絕對零度(英語:absolute zero)是熱力學的最低溫度,是粒子動能低到量子力學最低點時物質的溫度。絕對零度是僅存於理論的下限值,其熱力學溫標寫成K,等於攝氏溫標零下273.15度(即−273.15℃)。

物質的溫度取決於其內原子、分子等粒子的動能。根據麥克斯韋-玻爾茲曼分布,粒子動能越高,物質溫度就越高。理論上,若粒子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,其總體積並且為零。

(6)為什麼找不到絕對零度擴展閱讀:

逼近絕對零度的方法

和外太空宇宙背景輻射的3K溫度做比較,實現玻色-愛因斯坦凝聚的溫度1.7×10-7K遠小於3K,可知在實驗上要實現玻色-愛因斯坦凝聚是非常困難的,因為這代表著我們需要將溫度降到宇宙背景輻射之下,而在整個可知宇宙環境中並不存在如此低溫的環境。要製造出如此極低的溫度環境,主要的技術是激光冷卻和蒸發冷卻。

7. 絕對零度是怎麼回事呢真的存在絕對零度嗎

絕對零度是一種物理概念,在這樣的溫度環境下,一切的原子運動都會被凍結,萬物將歸於沉寂;絕對零度在現實世界裡是不存在的,也是不可能存在的。我們都知道,物理學中,有一個“絕對零度”的概念,但是,我們好像從來沒聽說過什麼“極限高溫”。

絕對零度,代表著溫度的下限;溫度的上限,卻並不存在;這難道不是自相矛盾嗎?還真不是。這要從溫度的本質開始說起。這,也能從側面告訴我們“絕對零度”,到底是怎麼一回事,它從何而來。

因此,絕對零度,堪稱是宇宙中一種相當神奇的溫度。值得一提的是,宇宙中目前為止,我們發現的“極限高溫”,是零上1.5萬億億度。

8. 為什麼溫度不能達到或者低於絕對零度

溫度不可以低於絕對零度的原因如下:
1、物體的溫度與物體內部原子、分子等的運動速度直接相關,原子、分子運動速度越高、越激烈,物體的溫度就越高;反之,如果原子、分子運動速度越低,則物體的溫度就越低。
2、假如物體內原子、分子速度為零,也就是處於靜止時,物體的溫度就達到了最低溫度,也就是達到了最冷的程度,科學家們把這個溫度標記為0開(開是熱力學溫度的單位——開爾文)。不過,這個0開可不是咱們通常所說的0℃,換算成攝氏溫標,它等於-273.15℃!

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