如何理解绝对零度不能达到?热三定律刚提出来的时候,还没有测不准原理吧!我要知道经典理论给出的原因。

来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/16 19:36:49
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如何理解绝对零度不能达到?热三定律刚提出来的时候,还没有测不准原理吧!我要知道经典理论给出的原因。
如何理解绝对零度不能达到?
热三定律刚提出来的时候,还没有测不准原理吧!我要知道经典理论给出的原因。

如何理解绝对零度不能达到?热三定律刚提出来的时候,还没有测不准原理吧!我要知道经典理论给出的原因。
绝对零度下分子热运动将会停止,这个在现实中是不存在的,因此不能到达绝对零度
热力学部分,里面解释的更详细
绝对零度是根据理想气体所遵循的规律,用外推的方法得到的.用这样的方法,当温度降低到-273.15℃时,气体的体积将减小到零.如果从分子运动论的观点出发,理想气体分子的平均平动动能由温度T确定,那么也可以把绝对零度说成是“理想气体分子停止运动时的温度”.以上两种说法都只是一种理想的推理.事实上一切实际气体在温度接近-273.15℃时,将表现出明显的量子特性,这时气体早已变成液态或固态.总之,气体分子的运动已不再遵循经典物理的热力学统计规律.通过大量实验以及经过量子力学修正后的理论导出,在接近绝对零度的地方,分子的动能趋于一个固定值,这个极值被叫做零点能量.这说明绝对零度时,分子的能量并不为零,而是具有一个很小的数值.原因是,全部粒子都处于能量可能有的最低的状态,也就是全部粒子都处于基态.

在绝对零度下,原子的运动完全停止了,那么就意味着我们能够精确地测量出粒子的速度(0)。
然而1890年德国物理学家马克斯·普朗克引入的了普朗克常数表明这样一个事实:粒子的速度的不确定性、位置的不确定性与质量的乘积一定不能小于普朗克常数,这是我们生活着的宇宙所具有的一个基本物理定律。(海森堡不确定关系)
那么当粒子处于绝对零度之下,运动速度为零时,与这个定律相悖,因而...

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在绝对零度下,原子的运动完全停止了,那么就意味着我们能够精确地测量出粒子的速度(0)。
然而1890年德国物理学家马克斯·普朗克引入的了普朗克常数表明这样一个事实:粒子的速度的不确定性、位置的不确定性与质量的乘积一定不能小于普朗克常数,这是我们生活着的宇宙所具有的一个基本物理定律。(海森堡不确定关系)
那么当粒子处于绝对零度之下,运动速度为零时,与这个定律相悖,因而我们可以在理论上得出结论,绝对零度是不可以达到的。

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1848年,英国科学家威廉·汤姆逊·开尔文勋爵(1824~1907)建立了一种新的温度标度,称为绝对温标,它的量度单位称为开尔文(K)。这种标度的分度距离同摄氏温标的分度距离相同。它的零度即可能的最低温度,相当于零下273摄氏度(精确数为-273.15℃),称为绝对零度。因此,要算出绝对温度只需在摄氏温度上再加273即可。那时,人们认为温度永远不会接近于0(K),但今天,科学家却已经非常接近这一极...

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1848年,英国科学家威廉·汤姆逊·开尔文勋爵(1824~1907)建立了一种新的温度标度,称为绝对温标,它的量度单位称为开尔文(K)。这种标度的分度距离同摄氏温标的分度距离相同。它的零度即可能的最低温度,相当于零下273摄氏度(精确数为-273.15℃),称为绝对零度。因此,要算出绝对温度只需在摄氏温度上再加273即可。那时,人们认为温度永远不会接近于0(K),但今天,科学家却已经非常接近这一极限了。
低温下超导体产生的磁浮现象物体的温度实际上就是原子在物体内部的运动。当我们感到一个物体比较热的时候,就意味着它的原子在快速运动:当我们感到一个物体比较冷的时候,则意味着其内部的原子运动速度较慢。我们的身体是通过热或冷来感觉这种运动的,而物理学家则是绝对温标或称开尔文温标来测量温度的。
按照这种温标测量温度,绝对温度零度(0K)相当于摄氏零下273.15度(-273.15℃)被称为“绝对零度”,是自然界中可能的最低温度。在绝对零度下,原子的运动完全停止了,那么就意味着我们能够精确地测量出粒子的速度(0)。然而1890年德国物理学家马克斯·普朗克引入的了普朗克常数表明这样一个事实:粒子的速度的不确定性、位置的不确定性与质量的乘积一定不能小于普朗克常数,这是我们生活着的宇宙所具有的一个基本物理定律。(海森堡不确定关系)那么当粒子处于绝对零度之下,运动速度为零时,与这个定律相悖,因而我们可以在理论上得出结论,绝对零度是不可以达到的。
自然界最冷的地方不是冬季的南极,而是在布莫让星云。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,成为“宇宙冰盒子”。事实上,布莫让星云的温度仅比绝对零度高1度多(零下273.15摄氏度)。
这个“热度”(因为实际上我们谈到的温度总是在绝对零度之上)是作为宇宙起源的大爆炸留存至今的热度,事实上,这是证明大爆炸理论最显著有效的证据之一。
在实验室中人们可以做得更好,能进一步地接近于绝对零度,从上个世纪开始,人们就已经制成了能达到3K的制冷系统,并且在10多年前,在实验室里达到的最低温度已是绝对零度之上1/4度了,后来在1995年,科罗拉多大学和美国国家标准研究所的两位物理学家爱里克·科内尔和卡尔威曼成功地使一些铷原子达到了令人难以置信的温度,即达到了绝对零度之上的十亿分之二十度(2×10^-8 K)。他们利用激光束和“磁陷阱”系统使原子的运动变慢,我们由此可以看到,热度实际上就是物质的原子运动。非常低的温度是可以达不到的,而且还要以寻求“阻止”每一单个原子运动,就像打台球一样,要使一个球停住就要用另一个球去打它。弄明白这个道理,只要想一想下面这个事实就够了。在常温下,气体的原子以每小时1600公里的速度运动着,而在3K的温度下则是以每小时1米的速度运动着,而在20nK(2×10^-8 K)的情况下,原子运动的速度就慢得难以测量了。在20nK下还可以发现物质呈现的新状态,这在70年前就被爱因斯坦和印度物理学家玻色(1894~1974)预见了。
事实上,在这样的非常温度下,物质呈现的既不是液体状态,也不是固体状态,更不是气体状态,而是聚集成唯一的“超原子”,它表现为一个单一的实体。
当在绝对零度时,时间会停止。这个问题到底是对的还是错的?至今还是有争议。
正方认为(时间会停止):绝对零度在宇宙中是存在的,在宇宙的某些地方,当巨大的能量被黑洞吸走时产生绝对零度,由于时间也是一种能量形式,所以在那一刻,时间也是停止的。宇宙中有存在绝对零度的地方,甚至有低于零度的地方,那些低于零度的情况由反物质构成。 也就是说我们的分子运动需要提供能量,而反物质运动则吸收能量,所以绝对零度可以达到,只不过我们没有发现,也没法发现。 正如数字有正负,电流有正负,性别有男女一样,你凭什么说就没有低于绝对零度的负温度?科学家们都没有否认在绝对零度时刻,就是时间的起源之前时空的可知性,你又凭什么断定在0度之下的温度不存在? 就像速度达到光速时时间会停止,在快就倒着走。那如果速度达到了0km/s。那么时间的状态又会改变。
反方认为(时间不会停止):从哲学角度说,物质的静止和运动都是相对的,时间如果记录着物质的发展和变化的话,它记录物质的运动状态,那么可不可以记录物质的静止状态? 绝对零度下,不是一切都停止了,停止的只是物质的分子运动,所以,综上所述,绝对零度下的时间肯定还是运动的。除非这个世界里,时间不再存在。 可是如果宇宙的全部物质都是绝对零度那么时间也应该停止了吧!
事实上,在绝对零度时,物体是不存在运动不存在能量的,此时物体保持了一个相对于非绝对零度物体的绝对静止状态。时间是一种能量(如前文所说),但更多时候时候它是一种形式,是存在于我们感知范围内的单位,因而在绝对零度时,相对时间是取决于你的认证方式的。另外,当到达绝对零度时,空间会发生扭曲

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