273 15 有何特殊意义?为何宇宙最低温度会被限制为 273 15 ?

2023-10-20 23:05:55 字數 1784 閱讀 3430

亲爱的读者们,大家好!如果有人问起,宇宙最低温度是多少?相信大家都可以给出答案:-273.15℃。但是,为何宇宙最低温度会被限制为-273.15℃呢?下面我们就来聊一下这方面的知识。

温度是一种用来表示物体冷热程度的物理量,但要给温度定义一个计量单位,就需要一个参照物。2023年的时候,瑞典物理学家安德斯·摄尔修斯(anders celsius)提出了一个非常好的参照物:在1标准大气压下,沸水的温度记为0度,冰水的温度记为100度,这两者之间可以分为100等分,每一等分就是1度。于是,摄氏度(℃)的计量单位就诞生了。

你肯定要问了,这是不是搞反了?其实并没有。摄尔修斯为了避免在测量温度时因为低于水的冰点而出现负数,特意将0度定义为沸水的温度,100度定义为冰水的温度。后来人们觉得这种定义很不方便,毕竟从直觉上来看,数值越大,温度就应该越高。于是人们干脆就将这种定义反过来了,并一直沿用至今。

温度与体积的关系也引起了科学家的兴趣。在2023年,法国物理学家雅克·查尔斯(jacques charles)对多种气体进行了实验,他发现在恒定压力下,气体的温度每升高1℃,体积的增加量总是一个固定的值,大概是在0℃时体积的273分之1。这一现象被称为“查尔斯定律 ”或“盖-吕萨克定律”。

基于盖-吕萨克定律,科学家们进一步精确测量了温度与体积的关系。他们将0℃时体积的273.15分之1作为温度变化下的体积膨胀系数。简单来说,一团气体的温度每升高1℃,其体积就会增加0.00366立方米。

那么,什么是宇宙最低温度呢?假设一团初始温度为0℃的气体,当温度降低至-273.15℃的时候,这团气体的体积就为零(前提是压力是恒定的)。一团体积为零的气体是不可能存在的,所以-273.15℃是不可能达到的。

2023年,开尔文勋爵在其**《关于一种绝对温标》中,提出了与测温物质的属性无关的纯理论上的温标,将-273.15℃设为“绝对零度”,并以摄氏度作为其单位增量。它与热力学温标(k)可以简单地用“k = 273.15”来进行换算。

宇宙最低温度的特殊意义就在于,它是科学家通过理论和实验计算出来的宇宙温度在理论上的下限值。-273.15℃等于0k,是物体内部微观粒子热运动的激烈程度为零。但是,我们所在的宇宙中,根本找不到完全静止不动的微观粒子。

根据量子力学的“不确定性原理”,基本粒子的位置和动量不可能同时精确地确定。如果一个物体的温度达到-273.15℃,就意味着基本粒子的位置和动量可以同时精确地确定,这违反了量子力学的原理。

综上所述,-273.15℃是科学家们根据宇宙中的实际情况定义出的温度下限值。从理论上讲,宇宙中任何物质的温度最多也就只能无限地接近这个温度,却不可能达到或者低于这个温度。它的特殊意义和限制让它成为宇宙最低温度的代表值。

好了,今天我们就先讲到这里,希望本文能为大家带来一些知识上的启迪。如果你对这个话题有更深入的了解或者其他的疑问,欢迎留言讨论。我们下次再见!

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