絕對零度是多少度呢？就是攝氏零下273.15°，當然，這用的是攝氏溫標，如果用國際溫標，開爾文的話，那絕對零度就是0開爾文了。
溫度的概念如果我們理解為冷熱，就太表面化了，至少我們要把溫度理解成大量粒子隨機運動劇烈程度的平均描述。大量，有多大呢？估計至少也得有幾萬億個原子那種規(guī)模才行。這時候，讓我們的手摸到一個物體，這個物體表面的微粒正在劇烈的運動，咱們皮膚上也有原子、分子，兩個一碰觸，振動得劇烈的帶動振動不那么劇烈的也震起來了，這種刺激就會被神經(jīng)傳給丘腦，信號在丘腦中收集后送到皮層，經(jīng)過意識的加工，就會感覺這水溫很合適，可以美美的泡個澡了。
所以感覺到冷暖是神經(jīng)信號的再加工，并不是物理屬性。物理屬性還是源于粒子的運動，但是溫度也只能用在描述大量粒子的時候，只有一個粒子的時候溫度是沒有意義的。這有點像出生率，只有幾十萬人以上，你才談得上這群人的出生率是多少。只有一個人的時候怎么衡量出生率呢？
知道這些你就可以理解，為什么溫度沒有上限，因為這個假設(shè)也有點問題，雖然只要足夠多能量，就會導致大量粒子運動得更劇烈，運動得越快，總體上看溫度越高。但是有可能組成物質(zhì)的原子也許都沒法維持原子核的結(jié)構(gòu)了，那時候你描述的物體已經(jīng)不是它了，所以溫度應該還是有上限的。
但對于變冷這個方向，運動得越慢，總體上看溫度越低，但運動得最慢，最微弱，那就是不運動了，總不可能比不運動更加不運動吧。所以絕零度的物理意義就是大量粒子的隨機運動都停止了。
不知道大家有沒有留意隨機運動這幾個字，就是說微粒還會在電場內(nèi)運動，重元素也還有放射性衰變，一個接近絕對零度的鐘擺也依然會在地球重力作用下精確地擺動。只不過組成它的微粒的隨機運動減弱的非常厲害。
這個應該比較好理解，比如鐘擺的擺錘加溫到800℃，只要它沒融化，它也依然按照規(guī)律精確地搖擺。原子的隨機熱運動的速度在很高溫度的時候甚至都能達到光速的幾十分之一，但是它們整體上依然可以維持緩慢的運動。就是這樣的道理。
那可不可能粒子完全不運動了呢？不可能的，你還記得從前我們說過的不確定原理嗎？在物理常用的就是，物體的位置和動量是不能同時是確定的值的，一旦位置確定的時候，物體的速度就是無限大，那就相當于運動無限劇烈。一旦速度確定的時候，物體的位置將是宇宙空間中任意的位置，所以根本談不上這個粒子在不在運動了，你都找不到它了。
所以最終是由量子力學上這個規(guī)則描述了絕對零度不可能達到，只能無限接近，那如果繼續(xù)追問，為什么量子力學會有這樣的規(guī)則，那就沒法繼續(xù)深入了，起碼測起來是這樣的，而且從這條假設(shè)導出的推論也和觀測事實高度吻合，所以一切對不對都靠實驗說話。
那你要問，為什么是零下273.15℃呢，為什么不是其他數(shù)字，比如373℃？那是因為在熱力學實驗中發(fā)現(xiàn)，絕熱過程中，保持氣體壓強不變，氣體溫度每下降1℃，氣體的體積減少0℃時體積的273.15分之一，所以就這樣推導出了273.15攝氏度這個數(shù)值。最開始的實驗可能并不能把恒壓或者絕熱過程控制的非常嚴格，所以也只能測出個270左右的數(shù)字，不過隨著測量越來越精密，這個極限值就能測的越來越準了。
現(xiàn)在人類可以制造的最低溫度能到多少呢？大約是比絕對零度高十億分之一度，這個東西還在建設(shè)中，NASA要把一些特殊狀態(tài)的原子送到太空中，這個實驗叫寒冷原子實驗室。這東西再過3個月由馬斯克的SpaceX發(fā)到國際空間站去，到時候我們拭目以待。
聯(lián)系客服
