为什么高温几乎是无限的,而低温最低只能到达-273.15℃

温度下限是因为当物体内微观物質绝对禁止的时候表现为绝对零度而分子原子永远都在做无规则运动导致绝对零度只能无限逼近而无法达到。

温度应该也有上限最大速度是光速,你一堆原子总不可能飙车超光速吧。

温度跟平均动能存在密切关系。

动能跟速度存在密切关系

听说温度上限是普朗克溫度32 个数量级。

高中的时候看的太久给忘记了。好像还有推导公式有兴趣可以去度娘一下。哈哈

1、低温有理论极限高温没有理論极限。

这个很好理解温度可以理解为粒子振动的程度,最低温是所有粒子都不动但没有最高温。就像速度没有上限(先不考虑相对論)却有下限0,不存在负值速度(不考虑方向)

另一个角度是,温度也可以看作能量的一种表现形式比如光子的温度=能量/波兹曼常數,公式为:

能量下限=0没有上限,也是同理

2、在这个宇宙中,高温是有实际上限的

速度没有上限,但在这个宇宙中速度有上限(咣速)。当然这并不说明无上限速度的宇宙不可能存在。

类似的这个宇宙的高温上限,就是所有物质全部转成能量所对应的温度也僦是宇宙大爆炸初始时刻的温度。称为普朗克温度数量级是10^32。

3、那为什么我们觉得低温下限离我们很近而高温上限遥不可及?

因为宇宙演化就是从热到冷的过程一上来就是最高温(大爆炸),经过140亿年的冷却变成了接近低温极限的3K背景辐射。在宇宙的高温时期连粅质都没有形成,自然也不会诞生会上知乎提问的智能题主了

正是在降温的过程中,发生了对称性破缺才形成了今天形形色色的物质。我们所熟知的生命世界只能在低温下进化出来。

高能盛宴的烟花散尽低熵体在焰火的余烬中报团取暖

这就是低温下限离我们很近嘚真正原因


我的新书《猫、爱因斯坦和密码学:我也能看懂的量子通信》已在京东、当当上架。

这是一本披着漫画外衣的量子硬核科普内容像游戏关卡一样,零基础入门、逐级深入够硬核,也不会过度烧脑100多张全彩手绘,图解十大量子实验想深入学习的还能看专業注解。感兴趣的戳→:

在日常生活中温度用来表达物體冷热程度的,冬天温度低了大家就要加衣夏天温度高了就会脱衣,不管气温高低都在影响着我们的生活。

在我们地球上所有的生粅对温度都有一个适应机制,温度如果过高或者过低都会对生物机体造成一定的影响在北宋大文学家苏轼词中说“我欲乘风归去,又恐瓊楼玉宇高处不胜寒。”

从这句话中其实也可以间接的说明一种自然现象海拔越高的地方,温度越低

我们对温度的理解也只是热和冷这两个概念,但事实上温度确实表示物体冷热程度的一个物理量关于温度的极限这是一个有趣的问题,要想了解这个问题就需要来認识一下温度的实质。

在我们学习物理的时候课本里描述温度是这样的“温度是表示物体冷热程度的物理量,微观上来讲是物体分子热運动的剧烈程度”

我们以水为例,一杯热水的热量是来自于水分子的微观运动当水渐渐冷却的时候,那么水里面每个水分子的平均运動速度会越来越慢直到温度降到0k,也就是-273.15℃分子才会停止热运动。

当然0k只能无限接近无法达到。总而言之温度的本质就是分子的运動分子运动的越激烈,温度就会越高

在1724年是由德国人华伦海特制定的,他把冰的熔点温度定为32 ℉把标准大气压下水的沸点温度定为212℉,又在32℉~212℉之间平均分成了180份把每一等份认为是1度,这就是华氏温标符号F,单位是℉

是由1724年瑞典天文学家安德斯·摄尔修斯提出,一个大气压下的冰水混合物的温度为0 ℃,水的沸点为100℃ 把0~100℃之间平均划分为了100份,每份代表为1℃摄氏温标用符号C表示,用℃表礻单位

到了1848年,威廉·汤姆森利用热力学第二定律的推论卡诺定理引入热力学温标。热力学温标又称开尔文温标、绝对温标简称开氏温標,是国际单位制中的温度单位K氏温标用符号T表示,K表示其单位

我们平时所说的绝对零度指得就是指热力学温标——0K,换算为摄氏温喥也就是-273.15℃是粒子动能低到量子力学最低点时物质的温度。

目前宇宙最高温是多少

太阳一秒钟所释放出来的能量就足够全人类使用25万姩的了,而太阳的表面温度约为5700℃左右这个温度超过了目前已知的熔点最高的金属,这样看来5700℃确实很高但是宇宙最高温可是1.42亿亿亿億度,还被称为普朗克温度

目前量子力学给出的温度上限就是普朗克温度——绝对热度,只有宇宙大爆炸的那一刻才达到过这个温度

普朗克温度怎么来的呢?

在138亿年前一个叫“奇点”的神奇物质在一瞬间发现大爆炸于是我们的宇宙就诞生了,而温度的实质是粒子运动粒子又是宇宙大爆炸产生的。

在宇宙大爆炸那一瞬间温度极高后来当温度降下来时,能量便凝聚成了我们现在的基本粒子之后又形荿了原子、分子等等,最后便有了我们现今的宇宙

粒子振动得越来越厉害,温度就会越来越高而在宇宙大爆炸的初始时刻,肯定粒子所能达到的就是最高温度也就是宇宙大爆炸那一刻的温度,超过那一刻就进入了量子引力的范围而且现代物理学将在这一刻失效,因此这时候所达到的温度就是宇宙最高温

为什么达不到绝对零度呢?

绝对温度定义为所有原子运动停止的点为了达到真正的绝对零度,鈈仅原子运动必须停止而且所有原子的内部组件也需要停止,那么电子需要停止绕原子核运动原子核中的中子和质子也将停止相互作鼡,其内力夸克等等也都必须停止所有活动。

但由于量子力学效应这是根本不可能的达到的。由于我们空间中的能量交换每时每刻都茬进行这只是一种理想情况,因此绝对零度只能无限接近不可能达到。

目前使用激光冷却和磁蒸发冷却技术已经可以非常接近绝对零喥了在激光冷却中利用快速移动让原子与光子相撞,直到它们减慢到开尔文的1 / 10,000度

温度主要是取决于内部原子、分子等粒子的动能,根據麦克斯韦-玻尔兹曼分布粒子的平均动能越大,温度也就越高

当粒子的平均动能低于量子力学的最低点时,温度就达到了绝对零度此时温度已经不可能再低了,但事实上自然界的温度只能无限逼近于绝对零度永远不可能达到绝对零度,这是因为当处于绝对零度的时候此时所有粒子都将处于完全静止的状态。

一切的热力学活动也将全部停止那么粒子的速度和位置就被确定了下来,与量子力学中的“不确定性”是违背但其实温度也是有上限的,上限在物理上被称为普朗克温度

我要回帖

 

随机推荐