求助,关于至高温度与绝对零度
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鳯九歌 楼主
我目前写的一篇圣斗士同人里需要用到至高温度与绝度零度。尤其是绝对零度,这里有物理系的亲吗?可以从量子物理的层面上,给我讲述下到达绝对零度究竟会发生什么样的事情吗?
2015年11月28日 12点11分 1
吧务
level 15
至高温度第一次听说
2015年11月28日 12点11分 2
表示只是个高中生
2015年11月28日 12点11分
(∩_∩),谢谢。[泪]跪求物理系达人……量子力学我不是很懂。
2015年11月28日 12点11分
@鳯九歌 我也不是很懂,坐等物理帝。楼主为何不去物理吧问呢
2015年11月28日 12点11分
@鳯九歌 总之到达绝对零度就是粒子动能全部消失包括震动
2015年11月28日 13点11分
level 11
这个一直不明白,绝对零度之下的确还存在更低的负度,可是绝对零度只是零下二百六十多度,而高温火焰很容易就能达到成千上万度,威力到底能否只用度数记算
2015年11月28日 12点11分 3
绝对零度之下不存在更低的温度,换算成热力学单位就是零开尔文
2015年11月28日 12点11分
@小光◎女神候补 真的吗?好像在哪里看过……那请问低温和高温的威力如何比较?
2015年11月28日 12点11分
@小光◎女神候补 但是绝对零度只是代表粒子动能归零,不代表粒子停止振动,既然粒子还在原位振动,那么低于绝零其实也是有可能的[汗]
2015年11月28日 12点11分
@鳯九歌 我知道的就是这么多了
2015年11月28日 13点11分
level 8
绝对零度(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(−273.15℃)。
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,根据热力学第二定律,绝对零度永远无法达到,只可无限逼近。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。
2015年11月28日 13点11分 4
level 8
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纯粹指比0度更低的温度。某些特定的系统可以达到真正意义下的负温度。也就是说,其热力学定义下的温度(以热力学温标表示)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。也就是说,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。[1]
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,某些系统存在能量持有的上限,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。[1]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。
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。
2015年11月28日 13点11分 5
level 8
大学生应该看得懂[哈哈]
2015年11月28日 13点11分 6
谢谢,勉强看得懂[花心]
2015年11月28日 13点11分
level 15
以前看过一个帖子,专门介绍绝对零度的,解说的很好,可惜挺长时间了,现在找不到了(╯3╰)
2015年11月28日 13点11分 7
level 8
关于至高温度
普朗克温度,以德国物理学家马克斯·普朗克命名,是温度的单位,简记为。它是自然单位系统中普朗克单位,并且是代表着量子力学中的一个基础极限的普朗克单位。普朗克温度是温度的基础上限;现代科学认为推测任何东西比这更热是毫无意义的。据现时的物理宇宙学,这是宇宙大爆炸第一个瞬间的温度(第一个单位普朗克时间)
2015年11月28日 13点11分 8
level 8
公式就不上了
2015年11月28日 13点11分 9
但是根据测不准原理,如果绝零状态振动真的完全停止,那就意味着我们可以测准粒子位置,但是这就跟原理本身矛盾。所以应该是动能归零,但是振动依然存在吧。只是能量无法传递出去。
2015年11月28日 13点11分
啊,抱歉,回复错人了,谢谢亲如此认真的解答。
2015年11月28日 13点11分
@鳯九歌 没事,我看到了[哈哈]
2015年11月28日 13点11分
level 15
以下是从一个帖子中看到的,直接复制了过来
【首先说明,绝对零度下物质不再遵循经典物理的热力学统计规律。大家不要以打雪仗作类比。在此温度下,构成物质的所有分子和原子的所有空间、机械、分子振动,以及某些形式的电子运动等均停止。只有所谓的量子力学概念“零点运动”(我也想不出是什么运动)。物质此时不是液体、固体、气体状态,而是聚集成的一个单一的实体。也就是说,他就是一坨,而他什么也不是。但是,生命被绝对零度“冻住”再出来时,他还是他,不会脑瘫、不会细胞冻胀。知道为什么冰河从冰凌柜中出来没事了吧。
会产生什么现象?根据实验室试验(以液氦为例)1.爬壁性质。一个烧杯,里面和外面分别装部分液氦,烧杯外的液氦将沿烧杯外壁爬上杯口,并进入杯内,直至杯内和杯外液面持平。2.粘滞度的变化。液氦将几乎没有粘滞性,流动时不损耗动能。3.导热率的变化。液氦从很坏的热导体突然变为到目前为止最好的热导体。4.液态氦变成像水晶一样的透明,一动也不动。5.飘浮。一个铅环,环上有一个铅球。铅球好像失去了重量,会飘浮在环上,与环保持一定距离。
要制造出接近绝对零度温度环境,主要的技术是镭射(激光)冷却和蒸发冷却。看见了没有,为什么绝招叫曙光女神之宽恕,这个招数核心技术就是镭射(激光)冷却。
有没有绝对零度?有!而且有负绝对零度!2001年诺贝尔物理学奖获得者沃尔夫冈·克特勒证明,在磁场系统中存在负绝对温度。
世界上存在接近绝对零度的地方!宇宙最冷之地就叫做“回力棒星云”,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。】
2015年11月28日 13点11分 10
但是根据测不准原理,如果绝零状态振动真的完全停止,那就意味着我们可以测准粒子位置,但是这就跟原理本身矛盾。所以应该是动能归零,但是振动依然存在吧。只是能量无法传递出去。
2015年11月28日 13点11分
@鳯九歌 现实生活绝零无法达到,只是个物理假设,所以测不准还是准的
2015年11月28日 13点11分
不过激光冷却[真棒]……谢谢小吧,这个很有意思,可以用到小说里面。
2015年11月28日 13点11分
level 8
关于至高温度,这个讲的比较形象,温度越高,辐射能量越大,相对之波长越短
所以绝对高温就是定义为波长为0的时候,绝对零度定义为粒子动能为0的时候。
人体温度只能辐射红外线。
2015年11月28日 13点11分 11
也就是说,到了普朗克温度后,分子运动速度超快,质量就变得超大,自身引力也就变得超大,简单来说就是每个粒子都变成了黑洞,然后整个时空就会崩塌。我说的没错吧
2016年07月14日 01点07分
@冰封◆忆年 差不多。不过我简单的理解是发出辐射波长无限接近0(波长越短能量越高嘛)
2016年07月14日 02点07分
1