-273.15摄氏度的研究简史

作者&投稿:双狡 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
根据科学研究,无论采用什么方法降温,温度也只能非常接近-273.15摄氏度~

完全可以,而且存在,其单位为K,换算方法为T=(273.15+t)K,其中t为摄氏温度。

温度存在上限吗?为什么存在绝对零度-273.15摄氏度?

1848年,英国科学家威廉·汤姆逊·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,相当于零下273摄氏度(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0(K),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运动: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,那么就意味着我们能够精确地测量出粒子的速度(0)。然而1890年德国物理学家马克斯·普朗克引入的了普朗克常数表明这样一个事实:粒子的速度的不确定性、位置的不确定性的乘积一定不能小于普朗克常数,这是我们生活着的宇宙所具有的一个基本物理定律(海森堡不确定关系)。那么当粒子处于绝对零度之下,运动速度为零时,与这个定律相悖,因而我们可以在理论上得出结论,绝对零度是不可以达到的。
自然界最冷的地方不是冬季的南极,而是在布莫让星云。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,成为“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℃)摄氏度高1度多。 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^-8 K)。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。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^-8 K)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。而目前实验室已获最低温度为2.4×10^-11 K。
事实上,在这样的非常温度下,物质呈现的既不是液体状态,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。
19世纪中期,开尔文男爵威廉·汤姆森定义了绝对温度,在此规定下没有物质的温度能低于绝对零度。气体的绝对温度与它所包含粒子的平均能量有关,温度越高,平均能量越高,而绝对零度是气体的所有粒子能量都为零的状态,这是一种理想的理论状态。到了上世纪50年代,物理学家在研究中遇到了更多反常的物质系统,发现这一理论并不完全正确。
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。
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。
克特勒现任美国麻省理工大学物理教授,他称此最新成果为一项“实验的绝技”。在实验室里,反常高能态在正温度下是很难产生的,而在负绝对温度下却会变得稳定——“就像你能把一个金字塔倒过来稳稳的放着,而不必担心它会倒。”克特勒指出,该技术使人们能详细研究这些反常高能态,“也可能成为创造新物质形式的一条途径。”
德国科隆大学理论物理学家阿希姆·罗施说,如果真能造出这些物质系统,它们会表现出奇特的行为。根据和他的同事计算,正常情况下原子云受重力影响会被向下拉,如果一部分云处于负绝对温度,某些原子就会向上运动,明显违背重力作用。
负绝对温度气体还能模拟“暗能量”。暗能量是推动宇宙加速膨胀、抵抗万有引力内向拉力的力量。施奈德指出,在他们生成的气体中,相互吸引的原子也有向内坍塌趋势,但负绝对温度却能遏制它们向内运动而保持稳定。这种宇宙中普遍存在的奇特现象如今也能在实验室看到,值得宇宙学家进一步研究。




温度可不可以低于273.15摄氏度?为什么?
273.15是绝对零度,是永远不可能达到的温度,这是根据查理定律得出的 1787年,法国物理学家查理发现,理想气体每冷却1摄氏度,其 体积就缩小它处于0℃时体积的1\/273,这就是著名的查理定律。如 果理想气体被冷却的过程一直继续下去,那么它的温度降到-273℃时,气体的体积岂非缩小到“零”了?在物理...

摄氏度(℃)和开尔文( K)的换算
摄氏度(℃)和开尔文(K)的换算:开尔文=摄氏度+273.15,摄氏度=开尔文-273.15。例如,若要将25摄氏度转换为开尔文,可以使用上述公式计算:开尔文=25+273.15=298.15K,同样地,若要将400K转换为摄氏度,可以使用公式:摄氏度=400-273.15=126.85℃。摄氏度(℃)是一种用于测量温度的单位,常...

华氏度和摄氏度的换算是怎样的?
K换算城摄氏度的公式:F=(℃×9\/5)+32 ℃=(F-32)×5\/9 K=℃+273.15 摄氏温度和华氏温度的比例差值为1:1.8,而摄氏温度和开氏温度比值为1:1。开氏温度的冰点温度看上去是一个很大的数值--273.15。这是因为开氏温度以绝对零度(0K)作为最低温度。将摄氏温度数值加上273.15。尽管摄氏...

热力学温度和摄氏温度的换算公式中273.15是怎么得到的?为什么选用这个...
热力学温度和摄氏温度的换算公式中273.15是理论上的下限值,选用这个数值是理论推导出来的。绝对零度是根据理想气体所遵循的规律(即理想气体状态方程),,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...

大学物理热学,273.15开尔文和273.16开尔文分别是什么意思?
273.15开尔文是0摄氏度,通过加上273.15,我们可以将摄氏度温度换算为开尔文温度,之所以能这样做是因为:A.1开尔文等于1摄氏度;B.我们将1个标准大气压下,纯净的冰水混合物的温度规定为0摄氏度,而此时若用开尔文温度表示此状态下冰水混合物的温度是273.15度。273.16用于开尔文温度的定义:将绝对...

273.15是多少摄氏度
开尔文温度是热力学温标,以绝对零度作为最低温度点。水的三相点在摄氏温度下表示为0.01°C,而在开尔文温标下为273.16K。因此,273.15K等于0摄氏度。

为什么高温可以无限,而低温最低是-273.15℃?
宇宙最低温度的限制是-273.15℃,也就是我们常说的绝对零度,有了具体数字的存在,而且也经常被人提起,所以我们都知道宇宙有极限低温。但是极限高温呢?一般我们很少提到极限温度这个概念,所以导致我们很多人认为宇宙中的温度是无限的,可以任意的升高,但是整个宇宙的能量是有限的,那么又如何能存在无限...

宇宙中的最低温度和最高温度,究竟是怎么测出来的?
宇宙的最低温度是绝对零度,也就是零下273.15摄氏度。最高温度是普朗克温度,也就是俗称的绝对热点,它的大小是1.416833(85)×10^32 K。据说太阳在它面前,也就好比普通的一滴水,能够轻松被蒸发。无论是高温和低温,根本没有仪器能够进行测量,出现这样的温度,是人们推算出来的。就好像光速...

最低温-273.15℃,为何永远也不可能达到?
首先要给大家解释一下,零下273.15摄氏度,其实就是所谓的绝对零度,科学家们在多年的探索当中就提出过这样一个论断,在宇宙当中,自然条件下是不可能存在绝对零度的。而且他也永远无法达到。绝对零度这个概念其实是基于热力学提出来的一个论断,他是热力学上的最低温度,意味着在这个情况下,整个宇宙间...

零下273.15℃到底有多可怕?
热力学温度是国际单位制七大基本物理量之一,单位是开尔文,绝对零度指的就是0开尔文(开),换算成摄氏度为零下273.15 ,在宇宙中这就是最低温度的极限值,关于绝对零度可以从量子力学的角度出发。从宇宙的平均温度就可以看出来,暗物质和暗能量和我们常识中的物质能量不同,不仅仅无法被人类观察,似乎...

米脂县18830132427: 在物理学中为什么要以273K作为摄氏0度? -
夫诗保济: 降温是有极限的,人们首先运用的是摄氏度.后来经过一大批物理学家特别是开尔文先生地探索研究,以及理论推导认为:零下273.15摄氏度为温度的最低限度,到这一温度任何物质的能量降为零.以此限为基准设定为开氏零度,即0.0K.反过来摄氏零度即为273.15K近似为273K.开氏度与摄氏度的度量差一样,而另一种计算温度的华氏度则不同,看一下物理书就知道了.

米脂县18830132427: 根据科学研究,无论采用什么方法降温,温度也只能非常接近 - 273.15℃(粗略地说是 - 273℃),但不可能比它更低.科学家们把这个温度规定为零度,设立... -
夫诗保济:[答案]热力学温标的零度,是摄氏温度的-273.15℃,所以摄氏温度的0度是热力学温度的273.15K.热力学温度T和摄氏温度t的关系是:T=t+273.15K. 故答案为:T=t+273.15K.

米脂县18830132427: 273.15是温度下线?为什么啊?很奇怪
夫诗保济: 绝对零度,也就是-273.15℃(摄氏度). 没有一个地方有这个温度,即使是宇宙的最深处,温度也比绝对温度高3度,人类也不可能制造出来这个温度,只能无限的接近...

米脂县18830132427: 0摄氏度等于多少开尔文 -
夫诗保济: 273.15kk=273.15+c k=开尔闻 c=摄氏温 《-273.15℃是绝对零度,是通过科学家研究得到的,也就是绝对的零度,就是没有比他在低的温度了,理论上讲,我们不可能制冷制冷到这个温度,只能无限接近这个温度.

米脂县18830132427: 根据科学研究,无论采用什么方法降温,温度也只能非常接近 - 273.15摄氏度,但不可能比
夫诗保济: 我们测量温度有三种方法,第一种用摄氏度来记录,第二种用开氏度来记录,第三种用华氏度来记录.摄氏度与华氏度一般用于日常生活中,而开氏度用于科学研究中.绝对零度就是0K,K是开氏度的单位,0K折合成摄氏度,就是-273.15摄氏度.科学家已经证实,绝对零度不可能达到,我们只能接近绝对零度.为什么这样说呢?因为我们区分冷与热是靠热量的大小区别的,热量大就热,热量少就冷.但一个物体,它的热量总有限,不可能从这个物体无限地吸取热量,当这个物体丧失了所有热量时,就达到了绝对零度,当然这是不可能的.参考一下这个:http://wenwen.sogou.com/z/q857749404.htm.

米脂县18830132427: 根据科学研究,无论采用什么方法降温,温度也只能非常接近零下273.15℃,不可能比它更低.能不能 -
夫诗保济: 零下273.15℃为零的话,设那个温度的代号为Z,当Z为0的时候,摄氏度喂-273.15,那么当摄氏度为0的时候,Z为237.15,中间相差237.15

米脂县18830132427: 根据科学研究,无论采用什么方法降温,温度也只能非常接近—273.15摄氏度,但不可能比他更低.能不能 -
夫诗保济: 不可能让温度降到-273.15℃以下.因为-273.15℃是极限的低温了. 亲,请您点击“采纳答案”,您的采纳是我的动力,谢谢.满意请采纳

米脂县18830132427: 零下273能冻住火吗能不能 -
夫诗保济: 这个命题是不成立的,能着火是因为可以达到物质的着火点,而没有物体的着火点是在零下273度的,所以在零下273度是不可能着火的. 世界上最冷有人居住的地方达到了零下70度,这已经是人类的极限了,而绝对零度则是热能学上的最低温...

米脂县18830132427: 温度计的历史 简洁!! -
夫诗保济: 温度计的历史 古希腊人早就知道空气在受热的时候会膨胀,在大约2000年前,亚历山大的英雄(Hero of Alexandria),这其实是一希腊人,生活在埃及的亚历山大,名字叫“Hero”,他发明了一个类似蒸汽机的东西,用的就是热气膨胀的原...

米脂县18830132427: 遇到 - 273.15℃[绝对零度】会怎样??
夫诗保济: 科学家在对绝对零度的研究中,发现了一些奇妙的现象.如氦本是气体(氦是自然界中最难液化的物质),在-268.9℃时变成液体,当温度持续降低时,原本装在瓶子里的液体,却轻而易举地从只有0.01毫米的缝隙中,很容易地溢到瓶外去了,继而出现了喷泉现象,液体的粘滞性也消失了

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