为什么零下273度是最低温度,1.4亿亿亿亿度是最高温度?

www.zhiqu.org     时间: 2024-05-31
理论上,不但低温有下限——绝对零度,而且高温也有上限——普朗克温度。关于温度的极限,需要来了解一下温度究竟是怎样的概念。

从宏观上来讲,温度高低反映的是冷热程度。但在微观上,物体之所以会有冷热的现象,其根本原因是微观粒子的热运动。因此,温度其实度量的是热运动剧烈程度。粒子的热运动包括平动、转动以及振动,所以粒子的总动能也由平动动能、转动动能以及振动动能所组成。以气体分子为例,如果某种气体分子的平动自由度、转动自由度和振动自由度分别为t、r和s,那么,平均总动能为:

其中k为玻尔兹曼常数,T为温度。

可以看到,平均总动能与温度呈正相关。那么,平均总动能的上下限也决定着温度的上下限。

如果所有的热运动完全停止下来,物体也就不会有热量产生,所以温度将会降到最低的绝对零度,大约为-273.15 ℃。但量子力学禁止粒子绝对静止,所以温度不可能下降到绝对零度。人类在实验室中所实现的低温也只是在不断接近绝对零度,目前的最低温度比绝对零度高出100亿分之一度。

另一方面,如果平均总动能不断升高,温度也会随之升高。根据狭义相对论,动能会随着速度趋于光速而变得无穷大,那么,这是否意味着温度可以无限高呢?

如前所述,温度是有上限的,不会无限升高。因为粒子的热运动剧烈到一定程度时,其史瓦西半径将会大于普朗克长度,这就会引发坍缩成黑洞,自身将会进入无限小的奇点中。因此,目前的物理学理论只能解释到普朗克温度。如果要探讨比普朗克温度更高的温度,需要量子引力理论,而这是目前所无法做到的。

理论计算出来的普朗克温度约为1.4168×10^32 K,超过1.4亿亿亿亿度,只有在宇宙诞生的第一个普朗克时间(5.3912×10^-44秒)才有达到过这个温度上限。

~


#臧狭叶# 温度有没有极限..
(17231077059): 宇宙中温度的下限是绝对零度,-273摄氏度,即0开尔文. 绝对零度是指-273.15度,在这个温度下的物体不包含热量,气体的体积将减小到零.在此温度下,构成物质的...

#臧狭叶# 加入旁边零下上亿度会发生什么? -
(17231077059): 这个简单了呢.我们知道,零下273就已经是接近绝对零度了.若是零下上亿度,根据大爆炸理论.会有两种可能,注意,是可能,因为事实谁也不知道:1,空间塌陷.零下上亿度的温度,会直接击穿维度.导致三维空间,四维空间的崩塌,高纬空间会产生震荡,并逐渐坍塌2,极限黑洞.宇宙大爆炸理论,空间压缩至极限后,产生大量能量.无法发散,若存在温差过大,导致能量不均衡.直接回到宇宙起源阶段.故而会产生黑洞现象.

#臧狭叶# 宇宙是怎样形成的?
(17231077059): 宇宙大爆炸

#臧狭叶# 宇宙是怎么形成的 -
(17231077059): 人类在研究宇宙起源的时候还原了1000多万亿年前的宇宙大爆炸,并说是由于原子一样小的时候开始,当然提到了时间是自爆炸开始才有的,我们以人类的单位换算时间而已 {小:【假设我们人类的一秒是某种生物界定的100000000亿(他们的...

#臧狭叶# 初露锋芒 目前问问已经帮助中国网民解决了多少问题? 1.4亿 5000万 1亿 正确答案是几
(17231077059): 1.4亿 望采纳谢谢

#臧狭叶# 当物质的分子停止运动时会怎样? - 作业帮
(17231077059):[答案] 绝对零度是指-273.15度,在这个温度下的物体不包含热量,气体的体积将减小到零.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...

#臧狭叶# 1,零下100度的冰 和100度的沸水,等质量相遇,温度会归零吗? -
(17231077059): 1,零下100度的冰 和100度的沸水,等质量相遇,温度会归零吗?会的,冰的溶解热很高,为336j/g,水的比热4.2j/g,冰的比热2.1j/g,如果等量的冰水混合,会发现,混合物是0度,但是,冰有一部分会融化成水2,同理,零下两百度的金属,...

#臧狭叶# 检查尿酸要多少钱
(17231077059): 我国拥有大量慢病患者.其中,糖尿病患者数量在2019年达到了1.16亿,预期将在... 代谢热守恒法,测量环境湿度、温度等因素对结果影响较大,个体差异也会产生影响...

#臧狭叶# 首都北京的概况是怎样的?
(17231077059): 一、历史概况 北京是中华人民共和国的首都,中国的政治、文化和国内国际交往中心... 合同外资金额41亿美元,比上年分别增长71.2%和1.4倍.1998年末,全球最大500家...