絕對0度能凍住火焰嗎?任何運動都會停止
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很多人應該都不知道絕對0度吧,許多人以為絕對0度就是攝氏度。其實絕對0度是熱力學裡面的最低溫度,在零下273.15攝氏度左右。而火焰是在0攝氏度以上的,絕對0度能凍住火焰嗎?下面小編就為大家來揭祕一下吧!
絕對0度能凍住火焰嗎
絕對零度為零下273.15度,人在絕對零度是會被瞬間凍住的,但是現在人們也沒有製造出絕對零度出來。
而有火焰地方的周圍是不可能結冰的,因為會有大量的熱量產生,結冰的溫度很難在火焰旁邊達到,但是在絕對零度中任何東西進去都會被凍住,火焰根本就進不去,所以這個說法無法用實驗去支撐,我們無法知道絕對0度能不能凍住火焰。
絕對零度
絕對零度表示那樣一種溫度,在此溫度下,構成物質的所有分子和原子均停止運動。所謂運動,係指所有空間、機械、分子以及振動等運動。還包括某些形式的電子運動,然而它並不包括量子力學概念中的“零點運動”。除非瓦解運動粒子的集聚系統,否則就不能停止這種運動。
從這一定義的性質來看,絕對零度是不可能在任何實驗中達到的這些運動是肉眼看不見的,但是我們會看到,它們決定了物質的大部分與溫度有關的性質。正如一條直線僅由兩點連成的一樣,一種溫標是由兩個固定的且可重複的溫度來定義的。
最初,在一標準大氣壓(760毫米水銀柱,或760託)時,攝氏溫標是定冰之熔點為0℃和水之沸點為100℃,絕對溫標是定絕對零度為0K和冰之熔點為273K,這樣,就等於有三個固定點而導致溫度的不一致,因為科學家希望這兩種溫標的度數大小相等,所以,每當進行關於這三點的相互關係的準確實驗時,總是將其中一點的數值改變達百分之一度。僅有一固定點獲得國際承認,那就是水的“三相點”。
1948年確定為273.16K,即絕對零度以上273.16度。當蒸氣壓等於一大氣壓時,水的正常冰點略低,為273.15K(=0℃=32°F),水的正常沸點為373.15K(=100℃=212°F)。這些以攝氏溫標表示的固定點和其他一些次要的測溫參考點(即所謂的國際實用溫標)的實際值,以及在實驗室中為準確地獲得這些值的度量方法,均由國際權度委員會定期公佈。
絕對零度下的奇妙現象
氦本是氣體(氦是自然界中最難液化的物質),在-268.9℃時變為超液態,當溫度持續降低時,原本裝在瓶子裡的液體,輕而易舉地從只有0.01毫米的縫隙中,溢到了瓶外,繼而出現噴泉現象,液體的粘滯性也消失了。
物體的溫度實際上就是原子在物體內部的運動。當我們感到一個物體比較熱的時候,就意味著它的原子在快速運動:當我們感到一個物體比較冷的時候,則意味著其內部的原子運動速度較慢。我們的身體是通過熱或冷來感覺這種運動的,而物理學家則是絕對溫標或稱開爾文溫標來測量溫度的。
按照這種溫標測量溫度,絕對溫度零度(0K)相當於攝氏零下273.15度(-273.15℃)被稱為“絕對零度”,是自然界中可能的最低溫度。在絕對零度下,原子的運動完全停止了,那麼就意味著我們能夠精確地測量出粒子的速度(0)。然而1890年德國物理學家馬克斯·普朗克引入的了普朗克常數表明這樣一個事實:粒子的速度的不確定性、位置的不確定性的乘積一定不能小於普朗克常數,這是我們生活著的宇宙所具有的一個基本物理定律(海森堡不確定關係)。那麼當粒子處於絕對零度之下,運動速度為零時,與這個定律相悖,因而我們可以在理論上得出結論,絕對零度是不可以達到的。
事實上,在這樣的非常溫度下,物質呈現的既不是液體狀態,也不是固體狀態,更不是氣體狀態,而是聚整合唯一的“超原子”,它表現為一個單一的實體。
真空零點
真空零點能,因在絕對零度下發現粒子的振動而得名。這是量子真空中所蘊藏著的巨大本底能量。海森堡不確定性原理指出:不可能同時以較高的精確度得知一個粒子的位置和動量。因此,當溫度降到絕對零度時粒子必定仍然在振動;否則,如果粒子完全停下來,那它的動量和位置就可以同時精確的測知,而這是違反測不準原理的。這種粒子在絕對零度時的振動(零點振動)所具有的能量就是零點能。
量子真空是沒有任何實物粒子的物質狀態,其場的總能量處於最低,這是一切物質運動及能量場的最初始狀態,它的溫度自然處於絕對零度。這樣的狀態具有無限變化的潛在能力。零點能就是由(量子真空中)虛粒子,不斷產生的一對反粒子的出現和湮滅產生的。據推測,量子真空中,每立方厘米包含的能量密度有10^13焦耳。
從理論上看,真空能量以粒子的形態出現,並不斷以微小的規模形成和消失。真空中充滿著幾乎各種波長的粒子,但卡西米爾認為,如果使兩個不帶電的金屬薄盤緊緊靠在一起,較長的波長就會被排除出去。接著,金屬盤外的其他波就會產生一種往往使它們相互聚攏的力,金屬盤越靠近,兩者之間的吸引力就越強。1996 年,物理學家首次對這種所謂的卡西米爾效應進行了測定。這是證明真空零點能存在的確鑿證據。
宇宙最冷地方
智利天文學家發現了宇宙最冷之地,這個宇宙最冷之地就叫做“回力棒星雲”,那裡的溫度為零下272攝氏度,是目前所知自然界中最寒冷的地方,稱為“宇宙冰盒子”。事實上,布莫讓星雲的溫度僅比絕對零度(零下273.15℃)高將近1度。
這個“熱度”(因為實際上我們談到的溫度總是在絕對零度之上)是作為宇宙起源的大爆炸留存至今的熱度,事實上,這是證明大爆炸理論最顯著有效的證據之一。
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