作业帮为什么说绝对零度永远达不到?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/29 15:47:13
为什么说绝对零度永远达不到?
为什么说绝对零度永远达不到?
为什么说绝对零度永远达不到?
1848年,英国科学家威廉·汽姆逊·开尔文勋爵（1824～1907）建立了一种新的温度标度,称为绝对温标,它的量度单位称为开尔文（K）.这种标度的分度距离同摄氏温标的分度距离相同.它的零度即可能的最低温度,相当于摄氏零下273度（精确数为-273.15℃）,称为绝对零度.因此,要算出绝对温度只需在摄氏温度上再加273即可.那时,人们认为温度永远不会接近于0K,但今天,科学家却已经非常接近这一极限了.
物体的温度实际上就是原子在物体内部的运动.当我们感到一个物体比较热的时候,就意味着它的原子在快速动动：当我们感到一个物体比较冷的时候,则意味着其内部的原子运动速度较慢.我们的身体是通过热或冷来感觉这种运动的,而物理学家则是绝对温标或称开尔文温标来测量温度的.
按照这种温标测量温度,绝对温度零度（0K）相当于摄氏零下273.15度（-273.15℃）被称为“绝对零度”,是自然界中可能的最低温度.在绝对零度下,原子的运动完全停止了,并且从理论上讲,气体的体积应当是零.由此,人们就会明白为什么温度不可能降到这个标度之下,为什么事实上甚至也不可能达到这个标度,而只能接近它.
自然界最冷的地方不是冬季的南极,而是在星际空间的深处,那里的温度是绝对温度3度（3K）,即只比绝对零度高3度.
这个“热度”因为实际上我们谈到的温度总是在绝对零度之上）是作为宇宙起源的大爆炸留存至今的热度,事实上,这是证明大爆炸理论最显著有效的证据之一.
在实验室中人们可以做得更好,能进一步地接近于绝对零度,从上个世纪开始,人们就已经制成了能达到3K的制冷系统,并且在10多年前,在实验室里达到的最低温度已是绝对零度之上1／4度了,后来在1995年,科罗拉多大学和美国国家标准研究所的两位物理学家爱里克·科内尔和卡尔威曼成功地使一些铷原子达到了令人难以置信的温度,即达到了绝对零度之上的十亿分之二十度（2×10-8K）.他们利用激光束和“磁陷阱”系统使原子的运动变慢,我们由此可以看到,热度实际上就是物质的原子运动.非常低的温度是可以达不到的,而且还要以寻求“阻止”每一单个原子运动,就像打台球一样,要使一个球停住就要用另一个球去打它.这了弄明白这个道理,只要想一想下面这个事实就够了.在常温下,气体的原子以每小时1600公里的速度运动着,而在3K的温度下则是以每小时1米的速度运动着,而在20nK（2×10-8K）的情况下,原子运动的速度就慢得难以测量了.在20nK下还可以发现物质呈现的新状态,这在70年前就被爱因斯坦和印度物理学家玻色（1894～1974）预见了.
事实上,在这样的非常温度下,物质呈现的既液体状态,也不是固体状态,更不是气体状态,而是聚集成唯一的“超原子”,它表现为一个单一的实体.