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什么是絕對溫度 |
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絕對溫度(absolute temperature) 熱力學(xué)溫度又稱開爾文溫度,或稱絕對溫度,符號為K。 絕對零度時的溫度定義為0K。水的三相點,即液體、固體、氣體狀態(tài)的水同時存在的溫度,定義為273.16K。 水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下結(jié)冰的溫度,即攝氏溫度0℃,或華氏溫度32℉,相當(dāng)于熱力學(xué)溫度273.16K 絕對溫度的原理 一定質(zhì)量的氣體等壓膨脹時,在常溫下其V-t圖線為一條不過坐標(biāo)原點的直線(蓋-呂薩克定律)。若實驗測得這條圖線,加以外推,找出圖線與t軸的交點處的攝氏溫度值,它就是使理想氣體體積變?yōu)榱愕淖畹蜏囟龋礋崃W(xué)溫度(絕對溫度)的零度。 絕對零度是一個「理論值」,而非一個實際已經(jīng)觀測到或達到的溫度,也就是說,它是一個科學(xué)家根據(jù)實驗所間接「推論」出來的數(shù)值;而到目前為止,以人類的科學(xué)技術(shù),還達不到這樣的低溫。 物質(zhì)的分子無時無刻不在劇烈地運動,也正是因為分子運動的結(jié)果,而使得溫度上升,因此被稱之為「熱運動」;相對地,如果把溫度不斷地降低,就會使得分子的熱運動愈來愈慢、愈來愈慢;那究竟要到什麼時候,物質(zhì)分子才會完全靜止不動呢? 絕對零度(也就是大約攝-273.15℃)正是科學(xué)家們推導(dǎo)出來的答案;它代表著在此溫度之下,物質(zhì)分子不再具有任何能量來進行熱運動,也就是一切的分子都會停止活動。但后來的科學(xué)家發(fā)現(xiàn),即使在絕對零度的低溫下,分子運動卻可能不會完全靜止,不過,這已是量子力學(xué)的艱深范疇了! 冷凍后的原子溫度到底是多少度,方法之一是先把雷射關(guān)掉。在朱棣文最初的實驗里,原子冷凍后會在這個狀態(tài)下維持約0.1毫秒(1ms =10-3 s),隨后原子就在無動力的情況下離開觀測區(qū)繼續(xù)飛行。測量這個只受重力下飛行一段固定距離所需的時間,可以大約估計原子的溫度。朱棣文量得的溫度大約是 240μK,這大約等於鈉原子速度為 30 cm/s的溫度,跟理論上計算的都卜勒極限差不多,用都卜勒冷凍最低就只能達到這個溫度了。 
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