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| − | 绝对零度（英语：absolute zero）是热力学的最低温度，是粒子动能低到量子力学最低点时物质的温度。绝对零度是仅存于理论的下限值，其热力学温标写成K，等于摄氏温标零下273.15度（即−273.15℃）。 | + | [[File:绝对零度.jpg|350px|缩略图|右|<big>绝对零度</big>[https://himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0105/20130105080442464.jpg 原图链接][https://tech.huanqiu.com/article/9CaKrnJyshZ 来自 新浪科技 的图片]]] |
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| + | ''' 绝对零度''' （[[ 英语]] ：absolute zero）是[[ 热力学]] 的最低温度，是粒子动能低到[[ 量子力学]] 最低点时物质的温度。绝对零度是仅存于理论的下限值，其热力学温标写成K，等于摄氏温标零下273.15度（即−273.15℃）。 | ||
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| + | [[ 物质]] 的温度取决于其内[[ 原子]] 、[[ 分子]] 等粒子的动能。根据麦克斯韦-玻尔兹曼分布，粒子动能越高，物质温度就越高。理论上，若粒子动能低到量子力学的最低点时，物质即达到绝对零度，不能再低。然而，根据[[ 热力学定律]] ，绝对零度永远无法达到，只可无限逼近<ref>[http://k.sina.com.cn/article_6485452795_1829027fb00100ba4x.html 脑洞大开：绝对零度是高维生物给我们宇宙设置的重启键]，新浪网，2018-10-13 </ref> 。因为任何空间必然存有能量和[[ 热量]] ，也不断进行相互转换而不消失。所以绝对零度是不存在的，除非该空间自始即无任何能量热量。在此一空间，所有物质完全没有粒子振动，其总体积并且为零。 | ||
==逼近绝对零度的方法== | ==逼近绝对零度的方法== | ||
| − | 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1.7×10<sub>-7</sub>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，因为这代表着我们需要将温度降到宇宙背景辐射之下，而在整个可知宇宙环境中并不存在如此低温的环境。要制造出如此极低的温度环境，主要的技术是激光冷却和蒸发冷却。 | + | 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1.7×10<sub>-7</sub>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，因为这代表着我们需要将温度降到[[ 宇宙]] 背景辐射之下，而在整个可知宇宙环境中并不存在如此低温的环境。要制造出如此极低的温度环境，主要的技术是[[ 激光]] 冷却和蒸发冷却。 |
==负温度== | ==负温度== | ||
| − | 在常用的摄式或华式温标下，以负数形式表示的温度只是单纯的比此两种表示方式下的零数值温度更低的温度。然而某些热力学系统是可以达到真正意义上的负温度的，换句话说，这些系统在热力学定义下的温度（以热力学温标K表示）可以是一个负的值。一个具有负温度的系统并不是说它比绝对零度更冷。恰恰相反，从感官上来讲，具有负温度的系统比任意一个具有正温度的系统都更热一些。当分别具有正负温度的两个系统接触时，热量会由负温度系统流向正温度系统。 | + | 在常用的摄式或[[ 华式温标]] 下，以负数形式表示的温度只是单纯的比此两种表示方式下的零数值温度更低的温度。然而某些[[ 热力学系统]] 是可以达到真正意义上的负温度的，换句话说，这些系统在热力学定义下的温度（以热力学温标K表示）可以是一个负的值。一个具有负温度的系统并不是说它比绝对零度更冷。恰恰相反，从感官上来讲，具有负温度的系统比任意一个具有正温度的系统都更热一些。当分别具有正负温度的两个系统接触时，热量会由负温度系统流向正温度系统 。 |
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| + | 大多数常见的系统都无法达到负温度，因为增加能量也会使得它们的熵增加的。但是，某些系统能够持有的能量是有上限的，当能量达到这个上限时，它们的熵实际上会减少。因为温度是由能量和熵之间的关系来定义的，所以即使能量在不停的增加，这个系统的温度仍会变成负值。所以，当能量增加时，对于处于负温度的系统，描述其状态的玻尔兹曼因子会增大而不是减小。因此，没有一个完备的系统——包括[[电磁系统]]——能够达到负温度，这是因为能量状态不会达到最大，所以不会有负温度出现。但是，对于准均衡系统（如因自旋而导致不均衡的[[电磁场]]）这一理论并不适用，所以准均衡系统是可能达到负温度的。 | ||
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| + | 2013年1月3日，有[[物理学家]]声称首次制造出了高等自由态的负温度系统，该系统是由钾原子组成的[[量子气体]]<ref>[https://new.qq.com/omn/20190420/20190420A0JC53.html 宇宙中有最低温度，那有没有最高温度？]，腾讯网，2019-4-20 </ref> 。 | ||
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| + | ===<center> 绝对零 度 相 关 视频</center>=== | ||
| + | <center> 绝 对 零 度是 零下273.15摄氏 度， 那 能 把光冻住么？看完怀疑人生 </center> | ||
| + | <center>{{#iDisplay:t3041uvqi9y|560|390|qq}}</center> | ||
| + | <center> 冰冻成渣 ， 让你见识见识什么叫绝 对 零 度</center> | ||
| + | <center>{{#iDisplay:d09027iya47|560|390|qq}}</center> | ||
| − | + | ==参考文献== | |
| + | [[Category:330 物理 學總論]] | ||
於 2020年3月3日 (二) 23:09 的最新修訂
絕對零度（英語：absolute zero）是熱力學的最低溫度，是粒子動能低到量子力學最低點時物質的溫度。絕對零度是僅存於理論的下限值，其熱力學溫標寫成K，等於攝氏溫標零下273.15度（即−273.15℃）。
物質的溫度取決於其內原子、分子等粒子的動能。根據麥克斯韋-玻爾茲曼分布，粒子動能越高，物質溫度就越高。理論上，若粒子動能低到量子力學的最低點時，物質即達到絕對零度，不能再低。然而，根據熱力學定律，絕對零度永遠無法達到，只可無限逼近[1]。因為任何空間必然存有能量和熱量，也不斷進行相互轉換而不消失。所以絕對零度是不存在的，除非該空間自始即無任何能量熱量。在此一空間，所有物質完全沒有粒子振動，其總體積並且為零。
逼近絕對零度的方法
和外太空宇宙背景輻射的3K溫度做比較，實現玻色-愛因斯坦凝聚的溫度1.7×10-7K遠小於3K，可知在實驗上要實現玻色-愛因斯坦凝聚是非常困難的，因為這代表着我們需要將溫度降到宇宙背景輻射之下，而在整個可知宇宙環境中並不存在如此低溫的環境。要製造出如此極低的溫度環境，主要的技術是激光冷卻和蒸發冷卻。
負溫度
在常用的攝式或華式溫標下，以負數形式表示的溫度只是單純的比此兩種表示方式下的零數值溫度更低的溫度。然而某些熱力學系統是可以達到真正意義上的負溫度的，換句話說，這些系統在熱力學定義下的溫度（以熱力學溫標K表示）可以是一個負的值。一個具有負溫度的系統並不是說它比絕對零度更冷。恰恰相反，從感官上來講，具有負溫度的系統比任意一個具有正溫度的系統都更熱一些。當分別具有正負溫度的兩個系統接觸時，熱量會由負溫度系統流向正溫度系統。
大多數常見的系統都無法達到負溫度，因為增加能量也會使得它們的熵增加的。但是，某些系統能夠持有的能量是有上限的，當能量達到這個上限時，它們的熵實際上會減少。因為溫度是由能量和熵之間的關係來定義的，所以即使能量在不停的增加，這個系統的溫度仍會變成負值。所以，當能量增加時，對於處於負溫度的系統，描述其狀態的玻爾茲曼因子會增大而不是減小。因此，沒有一個完備的系統——包括電磁系統——能夠達到負溫度，這是因為能量狀態不會達到最大，所以不會有負溫度出現。但是，對於准均衡系統（如因自旋而導致不均衡的電磁場）這一理論並不適用，所以准均衡系統是可能達到負溫度的。
2013年1月3日，有物理學家聲稱首次製造出了高等自由態的負溫度系統，該系統是由鉀原子組成的量子氣體[2]。
視頻
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參考文獻
- ↑ 腦洞大開：絕對零度是高維生物給我們宇宙設置的重啟鍵，新浪網，2018-10-13
- ↑ 宇宙中有最低溫度，那有沒有最高溫度？，騰訊網，2019-4-20