大师作文网对于-273.15°C的疑惑
来源：学生作业帮 编辑：大师作文网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/11/12 03:07:43
对于-273.15°C的疑惑
-273.15°C,俗称绝对零度,据说在这一温度下,所有的分子都停止运动.
但分子并不是物质的最终组成部分这已被证明.如果分子不再运动,那分子里呢?或许还有比夸子还小的微粒还在分子中继续运动吧?
如果真的是这样,那是不是应该还存在有比-273.15°C更低的温度呢?
这样的想法有没可能?
我问的不是能否达到绝对零度，而是能否达到-273.15°C，这2个概念看起来一样，但事实上未必吧？
-273.15°C,俗称绝对零度,据说在这一温度下,所有的分子都停止运动.
但分子并不是物质的最终组成部分这已被证明.如果分子不再运动,那分子里呢?或许还有比夸子还小的微粒还在分子中继续运动吧?
如果真的是这样,那是不是应该还存在有比-273.15°C更低的温度呢?
这样的想法有没可能?
我问的不是能否达到绝对零度，而是能否达到-273.15°C，这2个概念看起来一样，但事实上未必吧？
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、分子以及振动等运动．还包括某些形式的电子运动,然而它并不包括量子力学概念中的“零点运动”.除非瓦解运动粒子的集聚系统,否则就不能停止这种运动.从这一定义的性质来看,绝对零度是不可能在任何实验中达到的,但已达到绝对零度以上百万分之一度内的低温.所有这些在物质内部发生的分子和原子运动统称为“热运动”,这些运动是肉眼看不见的,但是我们会看到,它们决定了物质的大部分与温度有关的性质. 正如一条直线仅由两点连成的一样,一种温标是由两个固定的且可重复的温度来定义的.最初,在一标准大气压(760毫米水银柱,或760托)时,摄氏温标是定冰之熔点为0℃和水之沸点为100℃,绝对温标是定绝对零度为oK和冰之熔点为273K,这样,就等于有三个固定点而导致温度的不一致,因为科学家希望这两种温标的度数大小朝等,所以,每当进行关于这三点的相互关系的准确实验时,总是将其中一点的数值改变达百分之一度. 现在,除了绝对零度外,仅有一固定点获得国际承认,那就是水的“三相点”.1948年确定为273.16K,即绝对零度以上273．16度.当蒸气压等于一大气压时,水的正常冰点略低,为273．15K(＝o℃＝320°F),水的正常沸点为373.15K(＝100℃＝212°F).这些以摄氏温标表示的固定点和其他一些次要的测温参考点(即所谓的国际实用温标)的实际值,以及在实验室中为准确地获得这些值的度量方法,均由国际权度委员会定期公布.
初学查理定律时,我们知道,一定质量的气体,在体积一定时,压强与摄氏温度不成正比.那么,怎样才能使一定质量的气体在体积一定时,它的压强与温度成正比呢?
很自然地,我们用"外推法",将等容线反向延长与横坐标(t轴)交于一点(如图),令P＝0时,Pt=P0（1＋）=0由得出t=-273°C.经过精确的实验证明,上述的t＝－273°C应为－273.15°C.早在19世纪末,英国科学家威廉·汤姆(开尔文)首先创立了以t=-273.15°C为零度的温标,称之为热力学温标(即绝对温标),t=-273.15°C定义为OK,即绝对零度.
绝对零度能否到达呢?人们是从液化气开始,十步步地逼近它的.早在19世纪末,许多科学家利用加压法对氨气进行液化,得出了－110°C(163K的温度.利用这种方法以及后来的级联法(即采用临界温度下气体逐渐蒸发冷却而获得较低温度),在－140°C(133K)液化了氧气,-183°C(90k)液化了氮,在－195°C(78K)液化了一氧化碳.1898年,英国人杜瓦用多孔塞膨胀法在－240°C(33k)的低温下液化了氢气,随着固化氢的成功,得出了18世纪的最低温度－259°C(14k).
进入20世纪后,随着科技的发展和仪器的更新,我们离绝对零度越来越近：1908年,荷兰物理学家昂尼斯成功地实现了4.2k的低温把自然界中最轻的隋性气体氦液化了.随后,昂尼斯又叩开1k的大门,获得0.7k的低温.
在通往绝对零度的道路上,科学家发现了许多经典物理学无法解释的现象,如超导电性,超流动性等.为使这些有用的技术造福人类,科学家继续前进.1926年,德拜与吉奥克用磁冷却法达到了10－3k,后来又攻破了10－6k,离绝对零度仅有一步之遥了,但人们感到,越是逼近它,达到它的希望越是遥远,这正如一条双曲线,它只能是无限地接近坐标轴,而绝对零度这个宇宙低温的极限,只能是可望不可及的.
20世纪的最低温是10－6k,21世纪又是多少呢?人类能否打破绝对零度呢?只能拭目以待.
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．还包括某些形式的电子运动,然而它并不包括量子力学概念中的“零点运动”.除非瓦解运动粒子的集聚系统,否则就不能停止这种运动.从这一定义的性质来看,绝对零度是不可能在任何实验中达到的,但已达到绝对零度以上百万分之一度内的低温.所有这些在物质内部发生的分子和原子运动统称为“热运动”,这些运动是肉眼看不见的,但是我们会看到,它们决定了物质的大部分与温度有关的性质. 正如一条直线仅由两点连成的一样,一种温标是由两个固定的且可重复的温度来定义的.最初,在一标准大气压(760毫米水银柱,或760托)时,摄氏温标是定冰之熔点为0℃和水之沸点为100℃,绝对温标是定绝对零度为oK和冰之熔点为273K,这样,就等于有三个固定点而导致温度的不一致,因为科学家希望这两种温标的度数大小朝等,所以,每当进行关于这三点的相互关系的准确实验时,总是将其中一点的数值改变达百分之一度. 现在,除了绝对零度外,仅有一固定点获得国际承认,那就是水的“三相点”.1948年确定为273.16K,即绝对零度以上273．16度.当蒸气压等于一大气压时,水的正常冰点略低,为273．15K(＝o℃＝320°F),水的正常沸点为373.15K(＝100℃＝212°F).这些以摄氏温标表示的固定点和其他一些次要的测温参考点(即所谓的国际实用温标)的实际值,以及在实验室中为准确地获得这些值的度量方法,均由国际权度委员会定期公布.
初学查理定律时,我们知道,一定质量的气体,在体积一定时,压强与摄氏温度不成正比.那么,怎样才能使一定质量的气体在体积一定时,它的压强与温度成正比呢?
很自然地,我们用"外推法",将等容线反向延长与横坐标(t轴)交于一点(如图),令P＝0时,Pt=P0（1＋）=0由得出t=-273°C.经过精确的实验证明,上述的t＝－273°C应为－273.15°C.早在19世纪末,英国科学家威廉·汤姆(开尔文)首先创立了以t=-273.15°C为零度的温标,称之为热力学温标(即绝对温标),t=-273.15°C定义为OK,即绝对零度.
绝对零度能否到达呢?人们是从液化气开始,十步步地逼近它的.早在19世纪末,许多科学家利用加压法对氨气进行液化,得出了－110°C(163K的温度.利用这种方法以及后来的级联法(即采用临界温度下气体逐渐蒸发冷却而获得较低温度),在－140°C(133K)液化了氧气,-183°C(90k)液化了氮,在－195°C(78K)液化了一氧化碳.1898年,英国人杜瓦用多孔塞膨胀法在－240°C(33k)的低温下液化了氢气,随着固化氢的成功,得出了18世纪的最低温度－259°C(14k).
进入20世纪后,随着科技的发展和仪器的更新,我们离绝对零度越来越近：1908年,荷兰物理学家昂尼斯成功地实现了4.2k的低温把自然界中最轻的隋性气体氦液化了.随后,昂尼斯又叩开1k的大门,获得0.7k的低温.
在通往绝对零度的道路上,科学家发现了许多经典物理学无法解释的现象,如超导电性,超流动性等.为使这些有用的技术造福人类,科学家继续前进.1926年,德拜与吉奥克用磁冷却法达到了10－3k,后来又攻破了10－6k,离绝对零度仅有一步之遥了,但人们感到,越是逼近它,达到它的希望越是遥远,这正如一条双曲线,它只能是无限地接近坐标轴,而绝对零度这个宇宙低温的极限,只能是可望不可及的.
20世纪的最低温是10－6k,21世纪又是多少呢?人类能否打破绝对零度呢?只能拭目以待.