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为什么最高温度没有上限,而最低温度却只有-273.15℃?

热力学里所使用的是绝对温标,温度的单位是K(开尔文) ,它定义了最低的温度为绝对零度,即0K(零开尔文,不是英文单词OK……),对应我们日常使用的摄氏温度约为-273.15℃。

关于最低温度约为-273.15℃,这其实是一个人为定义的数值。

低温的极限——绝对零度

热力学里所使用的是绝对温标,温度的单位是K(开尔文) ,它定义了最低的温度为绝对零度,即0K(零开尔文,不是英文单词OK……),对应我们日常使用的摄氏温度约为-273.15℃。

为什么最高温度没有上限,而最低温度却只有-273.15℃?

所以题目里说的-273.15度其实指的就是热力学里的绝对零度,热力学是研究物质热运动的一门物理分支科学,在热力学里把分子没有动能也没有势能,动势能为0时定义为绝对温标的零点。在绝对零度下分子没有热运动。

为什么最高温度没有上限,而最低温度却只有-273.15℃?

虽然绝对温度的零度相当于摄氏温度的-273.15度,看起来完全是两个标准,但其实它们的温度增减是一样的,没有差异,也就是绝对温度增加1度,摄氏温度也增加1度,两者的数值变化完全是同步的。所其实绝对温度就是参照摄氏温度来定义,只是把零点换成了绝对意义的0度。既然绝对零度就是热力学定义出来的物理最低温度,因此物理世界就不可能有比它更低的温度了。

为什么最高温度没有上限,而最低温度却只有-273.15℃?

那么作为绝对温标的参照的摄氏温标又是怎样定义的呢?这个估计很多同学都知道了,就是按照水的状态变化来定义的:在1大气压下,冰水混合物的温度作为0度,沸腾时的温度为100度,然后就上水银汞柱,把0度时的汞柱高度到100时的汞柱高度之间平分100份作为标记,这样水银汞柱每上升1格就相当于上升1度。由于冰水混合物时,温度依然能下降,下降的温度就按照前面标记的标准进行计算就对了,即汞柱每下降1格就是下降1度。

为什么最高温度没有上限,而最低温度却只有-273.15℃?

你现在可以看出来了,所谓的最低温度-273.15度完全是人为定义出来的。

高温的极限——普朗克温度

至于最高温度,其实也是有上限的,物理上称为普朗克温度。喜欢看科普的人对普朗克xx都不会陌生,诸如普朗克常数、普朗克长度、普朗克时间等等,都是经常出现在各种科普作品里的,但你可能会奇怪它们全是一些代表很小很小尺度的数,但讨论极限温度不应该是很大很大的吗?你来个普朗克温度是什么鬼?

为什么最高温度没有上限,而最低温度却只有-273.15℃?

其实它的定义也是很小很小的,普朗克温度的定义是:宇宙大爆炸后1普朗克时间时宇宙的温度。理论上没有比这更高的温度了,宇宙诞生后1普朗克时间时,宇宙处在可测量宇宙的最小尺度,我们知道,当把物质压缩,它的温度就会上升,而当宇宙所有的物质能量均集中在一个可测量极限的最小空间里时,它的温度就达到了最高,我们不可能制造比那时更高的温度了。根据计算,普朗克温度大约是1.416833(85)×10^32 K。这就是我们宇宙的温度上限。

为什么最高温度没有上限,而最低温度却只有-273.15℃?

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