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溫度為什么可以無限不斷升高,而低溫卻有零下273.15度的極限?

 whd991 2018-09-14

不知從何時(shí)起有了溫度這個(gè)概念,可能自宇宙大爆炸之后,無數(shù)的恒星形成,這些恒星內(nèi)部時(shí)刻發(fā)生著核聚變,散發(fā)出光和熱,溫度也就產(chǎn)生了。溫度也是生命產(chǎn)生的源泉,只有適宜的溫度才能誕生生命,太高或太低都不適合生命生存,當(dāng)然不同的生物對(duì)溫度的適宜要求也不一樣,有的生物可能這個(gè)溫度非常溫暖,但有的生物可能這個(gè)溫度就是殺手,根本受不了無法生存。

在我們?nèi)粘I钪校刻於家佑|溫度,人類把溫度從零度作為零界點(diǎn)進(jìn)行定義,零上和零下,在我們的認(rèn)知里,溫度是沒有上限的,幾百度,幾千度,幾億度,幾億億度可以無限上升,太陽內(nèi)部中心的溫度達(dá)1500萬攝氏度,但這遠(yuǎn)不是溫度的上限,科學(xué)家在核聚變實(shí)驗(yàn)室中可以將溫度提升到上億度,但這遠(yuǎn)不是溫度的上限,也就是說溫度目前是沒有上限的。

溫度為什么可以無限不斷升高,而低溫卻有零下273.15度的極限?

那么溫度有沒有下限呢?在我們現(xiàn)有科學(xué)的認(rèn)知里,溫度是有下限的,那就是零下273.15攝氏度,這個(gè)溫度也被稱為絕對(duì)零度,而且這個(gè)溫度只可以無限接近,事實(shí)上,科學(xué)家目前還沒有在自然界中發(fā)現(xiàn)絕對(duì)零度的存在,也就是這個(gè)零下273.15度的極限溫度是否存在,現(xiàn)在還是一個(gè)未知數(shù),由此我們也明白,溫度可以無限上升,但不可以無限下降,這是為什么呢?

其實(shí)這個(gè)原因要從物質(zhì)的微觀世界去了解,我們知道物質(zhì)是由一些微小粒子組成的,物體的任何運(yùn)動(dòng)其實(shí)也是微觀世界中的粒子運(yùn)動(dòng),溫度的上升會(huì)加速粒子的活動(dòng),這個(gè)活動(dòng)可以無限提高,可以越來越活躍,很難有一個(gè)極限,這好比一個(gè)運(yùn)動(dòng)員跑步,世界紀(jì)錄總會(huì)被不斷突破。

但是當(dāng)溫度在零下以下不斷下降時(shí),會(huì)減弱粒子的活動(dòng),粒子運(yùn)動(dòng)也會(huì)越來越漫,當(dāng)粒子完全停上運(yùn)動(dòng)時(shí),就達(dá)到了溫度的絕對(duì)零度,微觀世界的粒子都不運(yùn)動(dòng)了,處于靜止?fàn)顟B(tài),溫度自然也不會(huì)繼續(xù)向下降。但是隨著科學(xué)的發(fā)展,科學(xué)家認(rèn)識(shí)到,粒子想完全處于靜止?fàn)顟B(tài)是一種理想化的情況,事實(shí)上根據(jù)物理定律:運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的,靜止也是相對(duì)的。這個(gè)宇宙當(dāng)中不存在絕對(duì)不動(dòng)的物體,因此,絕對(duì)零度也能無限接近,而無法真正達(dá)到。

溫度為什么可以無限不斷升高,而低溫卻有零下273.15度的極限?

從能量的角度來理解也是相通的,物體溫度的升高是物體能量的改變,微觀粒子動(dòng)能和勢(shì)能的改變,這個(gè)動(dòng)能和勢(shì)能沒有上限,可以無限升高,要想讓溫度達(dá)到極限溫度,就需要將物體粒子的動(dòng)能和勢(shì)能都降為0,這對(duì)于我們現(xiàn)在的科學(xué)來說根本是不可能實(shí)現(xiàn)的,因此溫度也只能無限接近絕對(duì)零度。

可能會(huì)有很多人說,這只是我們目前科學(xué)的理解和限制,但科學(xué)是無盡頭的,人類的科技放大宇宙中,其實(shí)是非常落后的,而我們對(duì)于溫度上限和下限的理解也并不一定是正確的,可能隨著人類科技的不斷進(jìn)步,對(duì)溫度的理解也會(huì)不斷更新,我們認(rèn)為的溫度無上限有可能也是一種錯(cuò)誤,說不定在宇宙中,溫度也是有上限的,只是受科技的限制,我們還沒有找到答案。

而溫度有可能也不是絕對(duì)零度就一定是極限溫度,有可能在宇宙中的某個(gè)天體的溫度就低于我們認(rèn)為的絕地零度,地球只不過是宇宙無數(shù)星球中一粒沙子的存在,而宇宙浩瀚無邊,星球無數(shù),神秘的天體也有很多,存在一些我們認(rèn)為不可能的極端環(huán)境的星球也是有可能的?;蛟S在宇宙的某處,溫度會(huì)超出我們現(xiàn)有科技可以理解的范疇。

溫度為什么可以無限不斷升高,而低溫卻有零下273.15度的極限?

科學(xué)沒有盡頭,相信隨著人類科技的快速發(fā)展,未來我們會(huì)走出太陽系,走出銀河系,真正去探索廣闊的宇宙,那個(gè)時(shí)候我們會(huì)發(fā)現(xiàn)很多不可思議的星球,發(fā)現(xiàn)很多完全違背人類現(xiàn)有物理學(xué)的天體和宇宙天象。存在即為合理,只要是宇宙存在的東西,必然符合科學(xué),我們理解不了,那說明我們的科技還沒有發(fā)展到那個(gè)程度。

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