绝对零度是怎样推测出来的?

作者&投稿:宗彼 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
绝对零度是如何确定的?~

2分钟了解什么是绝对零度,在绝对零度中,原子完全无法移动!

绝对零度是通过复杂的测算得来的,并且也并非“绝对地”零度。
1、逼近技术温度纪录:
和外太空宇宙背景辐射的 3K 温度做比较,实现玻色-爱因斯坦凝聚的温度170*10^(-9)K 远小于 3K,可知在实验上要实现玻色-爱因斯坦凝聚是非常困难的。要制造出如此极低的温度环境,主要的技术是镭射(激光)冷却和蒸发冷却。

由德国、美国、奥地利等国科学家组成的一个国际科研小组在实验室内创造了仅仅比绝对零度高0.5纳开尔文的温度纪录,而此前的纪录是比绝对零度高3纳开。这是人类历史上首次达到绝对零度以上1纳开以内的极端低温。
这个科研小组在美国《科学》杂志上发表论文介绍说,他们是在利用磁阱技术实现铯原子的玻色-爱因斯坦凝聚态(BEC)的实验过程中创造这一纪录的。参与研究的科学家大卫·普里查德介绍说,将气体冷却到极端接近绝对零度的条件对于精确测量具有重要意义,他们的此次实验成果有助于制造更为精确的原子钟和更为精确地测定重力等。
玻色-爱因斯坦凝聚态是物质的一种奇特的状态,处于这种状态的大量原子的行为像单个粒子一样。这里的“凝聚”与日常生活中的凝聚不同,它表示原来不同状态的原子突然“凝聚”到同一状态。要实现物质的该状态一方面需要达到极低的温度,另一方面还要求原子体系处于气态。华裔物理学家朱棣文曾因发明了激光冷却和磁阱技术制冷法而与另两位科学家分享了1997年的诺贝尔物理学奖。
科学家说,他们希望利用新达到的最低温度发现一些物质的新现象,诸如在此低温下原子在同一物体表面的状态、在限定运动通道区域时的运动状态等。因发现了“碱金属原子稀薄气体的玻色-爱因斯坦凝聚”这一新的物质状态而获得了2001年诺贝尔物理学奖的德国科学家评价说,首次达到绝对零度以上1纳开以内的温度是人类历史上的一个里程碑。
慕尼黑路德维格·马克西米利安大学物理学家乌尔里奇·施奈德解释说,从技术上讲,人们能从一条温度曲线上读出一系列温度数,但这些数字表示的只是它所含的粒子处于某个能量状态的概率。通常,大部分粒子的能态处于平均或接近平均水平,只有少数粒子在更高能态上下。理论上,如果这种位置倒转,使多数粒子处于高能态而少数粒子在低能态,温度曲线也会反过来,温度将从正到负,低于绝对零度。2001年诺贝尔物理学奖获得者沃尔夫冈·克特勒也曾证明,在磁场系统中存在负绝对温度。
施奈德和同事用钾原子超冷量子气体实现了这种负绝对零度。他们用激光和磁场将单个原子保持晶格排列。在正温度下,原子之间的斥力使晶格结构保持稳定。然后他们迅速改变磁场,使原子变成相互吸引而不是排斥。施奈德说:“这种突然的转换,使原子还来不及反应,就从它们最稳定的状态,也就是最低能态突然跳到可能达到的最高能态。就像你正在过山谷,突然发现已在山峰。”
在正温度下,这种逆转是不稳定的,原子会向内坍塌。他们也同时调整势阱激光场,增强能量将原子稳定在原位。这样的结果是。这样一来,气体就实现了从高于绝对零度到低于绝对零度的转变,约在负十亿分之几开氏度。
这项研究已经被发表在很多自然科学杂志上,这是人类在物理学上的重大突破,许多科学家表示这将为发现新的物质——暗物质提供了一条路径。
2、1877年,玻尔兹曼发现了宏观的熵与体系的热力学几率的关系S=KlnQ,其中 K为 玻尔兹曼常数。1906年,能斯特提出当温度趋近于绝对零度 T→0 时,△S / O = 0 ,即“能斯特热原理”。普朗克在能斯特研究的基础上,利用统计理论指出,各种物质的完美晶体,在绝对零度时,熵为零(S 0 = 0 ),这就是热力学第三定律。
扩展资料:
1、最冷之地:
智利天文学家发现了宇宙最冷之地,这个宇宙最冷之地就叫做“回力棒星云”,那里的温度为零下272摄氏度,是目前所知自然界中最寒冷的地方,称为“宇宙冰盒子”。事实上,布莫让星云的温度仅比绝对零度(零下273.15℃)高将近1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。
2、真空能量:
在绝对零度下,任何能量都应消失。可就是在绝对零度下,依然有一种能量存在,这就是真空零点能。
真空零点能,因在绝对零度下发现粒子的振动而得名。这是量子真空中所蕴藏着的巨大本底能量。海森堡不确定性原理指出:不可能同时以较高的精确度得知一个粒子的位置和动量。因此,当温度降到绝对零度时粒子必定仍然在振动;否则,如果粒子完全停下来,那它的动量和位置就可以同时精确的测知,而这是违反测不准原理的。这种粒子在绝对零度时的振动(零点振动)所具有的能量就是零点能。
量子真空是没有任何实物粒子的物质状态,其场的总能量处于最低,这是一切物质运动及能量场的最初始状态,它的温度自然处于绝对零度。这样的状态具有无限变化的潜在能力。零点能就是由(量子真空中)虚粒子,不断产生的一对反粒子的出现和湮灭产生的。据推测,量子真空中,每立方厘米包含的能量密度有10^13焦耳。
从理论上看,真空能量以粒子的形态出现,并不断以微小的规模形成和消失。真空中充满着几乎各种波长的粒子,但卡西米尔认为,如果使两个不带电的金属薄盘紧紧靠在一起,较长的波长就会被排除出去。接着,金属盘外的其他波就会产生一种往往使它们相互聚拢的力,金属盘越靠近,两者之间的吸引力就越强。1996 年,物理学家首次对这种所谓的卡西米尔效应进行了测定。这是证明真空零点能存在的确凿证据。
参考资料来源:百度百科 - 绝对零度
参考资料来源:百度百科 - 热力学第三定律

绝对零度一开始是用理想气体在摄氏温度情况下得到的气压-温度公式来推出来的,在-273.15摄氏度的时候理想气体的气压趋于0,为了物理上描述方便就设立了绝对零度。后来通过热力学第二定律的推算得到热力学零度的意义——热力学零度时完整晶体的熵等于0

因为温度是分子/原子振动的速率大小.
当振动趋向静止时(不可能达到),物体的温度趋向绝对0度.

绝对零度是以宇宙温度为标准


与绝对零度相对的是什么
绝对零度是根据理想气体所遵循的规律,用外推的方法得到的。用这样的方法,气体的体积将减小到零。如果从分子运动论的观点出发,理想气体分子的平均平动动能由温度确定,那么也可以把绝对零度说成是“理想气体分子停止运动时的温度”。

0度相对温度是什么意思
相对温度是指在空气中,一定温度下所含水汽的饱和度。而0度相对温度则是指在0℃下的饱和度。一般来说,温度降低,空气中所能含水汽的量就会减少,而当温度下降到0℃时,空气中所含的水汽达到饱和状态,此时的相对湿度为100%,也就是0度相对湿度。0度相对温度在气象学中有很重要的应用。在冬季,空...

绝对零度是理论上存在的最低温度,对于绝对零度的知识点,你知道的有多少...
1. 理论定义 绝对零度是热力学的最低温度,标志着宇宙中理论上的温度下限。在宇宙中,并不存在低于绝对零度的物体。当物体的温度低于零度时,它将无法维持生命。绝对零度是由科学家通过大量实验数据得出的理论。2. 科学分析 科学家通过实验发现,在压强不变的情况下,一定质量的气体体积与热力学的温度成...

没有对准0刻度线量得结果都是错的,对吗
不对,需要分情况讨论。1、测量物体时,物体边界在0刻度线上,量得结果正确,如下图所示。此时,测量结果即为读出的数值。2、物体测量时,物体边界不在0刻度线上,但位于0刻度线之后,此时测量结果也正确。此时测量结果为更远离0刻度线读出的数值,与靠近0刻度线的边界读出的数值之差。3、测量时,物...

绝对零度是理论上存在的最低温度,对于绝对零度的知识点,你知道的有多少...
一、绝对零度平时大家在生活中可能都会感受到气温的变化,如果太阳特别的大,可能你就会感觉到天气非常的热,如果天气非常的冷,你可能也会感觉到自己冻得受不了了。绝对零度是热力学的最低温度,也就是宇宙中理论上的温度下限,但是在宇宙中其实并不存在低于绝对零度的物体。如果一个物体的温度低于了零度...

好女人是宠出来的句子
1、女人如同水,对待她零度,她就会变得冷硬;对她百度,她就会热情如火。一个女人的幸福,不在于房子的宽敞和车辆的豪华,而在于那个对她呵护备至的人。2、优秀的女人,都是被宠爱出来的。对她有耐心,她会变得更加温柔;对她暴躁,她也会变得粗鲁;对她给予关爱,她会变得贤良淑德;对她冷淡,她...

心里零度是什么意思?
心里零度,意思是:内心冷漠,对任何人,任何事物,都保持淡淡的态度。

...凝固点0、密度是1,到底是人为规定,还是推断出来的?
得出:当温度达到绝对零度:T=0 K时,气体分子动能为零。这就是我们世界最低温度,是一个不可能达到的温度。 但开氏温标只有下限,没有上限。 为了适应人们已经形成的习惯,计算更方便,开氏温标每一度的刻度以摄氏度相等。 绝对零度0 K对应摄氏度-273.15℃;水的冰点摄氏度为0℃,对应开氏温度为273.15K;水的沸点100...

关于零度战姬。
唉。。后期女主角被各种小时候的哥哥玩弄。。看到后来我也不看了。。

什么是决对零度?
-273.149摄氏度 绝对零度,理论上所能达到的最低温度,在此温度下物体没有内能。把-273.15℃定作热力学温标(绝对温标)的零度,叫做绝对零度(absolute zero)。 热力学温标的单位是开尔文(K)。

成武县18478212459: 绝对零度是怎样推测出来的? -
挚柳马来: 绝对零度一开始是用理想气体在摄氏温度情况下得到的气压-温度公式来推出来的,在-273.15摄氏度的时候理想气体的气压趋于0,为了物理上描述方便就设立了绝对零度.后来通过热力学第二定律的推算得到热力学零度的意义——热力学零度时完整晶体的熵等于0

成武县18478212459: 绝对零度是如何确定的? -
挚柳马来: 19世纪中期,开尔文男爵威廉·汤姆森定义了绝对温度,绝对零度表示那样一种温度,在此温度下,构成物质的所有分子和原子均停止运动.所谓运动,系指所有空间、机械、分子以及振动等运动. 绝对零度 ,是热力学的最低温度,但只是理...

成武县18478212459: 既然热力学里的绝对零度不能达到,那人们如何推算出它的具体值? -
挚柳马来:[答案] 绝对零度一开始是用理想气体在摄氏温度情况下得到的气压-温度公式来推出来的,在-273.15摄氏度的时候理想气体的气压趋于0,为了物理上描述方便就设立了绝对零度.后来通过热力学第二定律的推算得到热力学零度的意义——热力学零度时完整...

成武县18478212459: 绝对零度是怎么计算出来的啊? -
挚柳马来: 没有一个地方有这个温度,即使是宇宙的最深处,温度也比绝对零度高3度,人类也不可能制造出来这个温度,只能无限的接近.在这温度下物体没有内能. 绝对零度是根据理想气体所遵循的规律,用外推的方法得到的. 不可能有具体的计算过程,只能推理得到.

成武县18478212459: 绝对零度的神奇世界是如何被发现的?
挚柳马来: 随着热能的本质问题得到解释,并被带入与电能和化学能交叉重合的学科之中,关于物质状态在什么时候才能被称为寒冷的问题不断地被提了出来.开尔文勋爵提出了绝 ...

成武县18478212459: 绝对零度的 - 273.15是准确值吗?摄氏温度是用水的熔点沸点定义的,不大可能推算到绝对零度恰好是一个有理数吧.但是总是能看到一些书籍和文章写的人类... -
挚柳马来:[答案] 绝对零度无法达到,所以根本无法测量,谈何精确的数字.既然开尔文先生已经弄出了个热力学温标/开氏温标,我们何必纠结于绝对零度在摄氏温标的具体数值?因为,在开氏温标里,这是妥妥的0K啊.不.这个世界上有个叫做“人为规定”的词:人...

成武县18478212459: 绝对0度怎么达到?用物理学的观点回答!
挚柳马来: 为什么说现实中无法达到绝对零度 ?绝对零度 绝对零度表示那样一种温度,在此温度下,构成物质的所有分子和原子均停止运动.所谓运动,系指所有空间、机械、分子...

成武县18478212459: 宇宙中有没有什么物质达到了绝对零度? -
挚柳马来: 不可能了,绝对零度就是宇宙中的最低温度. 绝对零度是根据理想气体所遵循的规律,用外推的方法得到的.用这样的方法,当温度降低到-273.15℃时,气体的体积将减小到零.如果从分子运动论的观点出发,理想气体分子的平均平动动能由...

成武县18478212459: 为什么最高温度没有上限?
挚柳马来: 温度没有最高的上限却有绝对零度,这个可以通过爱因斯坦的狭义相对论来解释.如果物体的温度想要达到普朗克温度(温度的基础上限),那这个物体的速度就必须达到...

成武县18478212459: 宇宙中的温度是多少啊? -
挚柳马来: 您的这个问题范围有点大,宇宙的各个地方温度是不一样的 比如在太阳表面温度是6000℃而冥王星的表面温度却只有-240℃ 我想宇宙中某一个点的温度应该和他处于发热或发光体等热源的距离有关系吧,所以无法有很精确的答案 另外有一些温...

本站内容来自于网友发表,不代表本站立场,仅表示其个人看法,不对其真实性、正确性、有效性作任何的担保
相关事宜请发邮件给我们
© 星空见康网