2006-01-20
绝对零度时分子还会运动吗？
不可能达到绝对零度（热力学第三定律）
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绝对零度”
计量上的零点有时是可以任意选取的，例如，经度零度是任意确
定的。温度的零点也是一样。 在摄氏温标中，将冰的熔点取作零碎度；
而在华氏温标中，零碎度则处于冰的熔点以下。这两种温标中，温度
都可以低于零度。将近18世纪末的时候，人们开始觉得热是无尽头的，
但冷似乎是有极限的。 既然冷有尽头，那么，这个尽头就是一种不可
超越的“零度”，于是，开尔文引进了开氏温标。开氏温标中的零度
是不可超越的，因而叫做“绝对零度”。这是“绝对”二字的一种物
理涵义。
1787年，法国物理学家查理发现，...全部
不可能达到绝对零度（热力学第三定律）
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绝对零度”
计量上的零点有时是可以任意选取的，例如，经度零度是任意确
定的。温度的零点也是一样。
在摄氏温标中，将冰的熔点取作零碎度；
而在华氏温标中，零碎度则处于冰的熔点以下。这两种温标中，温度
都可以低于零度。将近18世纪末的时候，人们开始觉得热是无尽头的，
但冷似乎是有极限的。
既然冷有尽头，那么，这个尽头就是一种不可
超越的“零度”，于是，开尔文引进了开氏温标。开氏温标中的零度
是不可超越的，因而叫做“绝对零度”。这是“绝对”二字的一种物
理涵义。
1787年，法国物理学家查理发现，理想气体每冷却1摄氏度，其
体积就缩小它处于0℃时体积的1/273，这就是著名的查理定律。
如
果理想气体被冷却的过程一直继续下去，那么它的温度降到-273℃时，
气体的体积岂非缩小到“零”了？在物理上，体积为零意味着气体完
全消失了，这当然是不会发生的。这是“绝对”的第二种涵义。
实际
情况是，当气体冷却到一定温度后它总是先变为液体，然后又在更低
的温度下变为固体。
英国物理学家开尔文把温度作为物质分子运动速度的一种表述方
式，物质越冷其分子运动就越慢，分子运动中最最慢的就是完全不运
的分子，因此也不会有比它更低的温度。
于是-273℃这个温度便是
一种真正的零度。这就是绝对零度“绝对”的第三层涵义。
绝对零度 绝对零度表示那样一种温度，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念中的“零点运动”。
除非瓦解运动粒子的集聚系统，否则就不能停止这种运动。从这一定义的性质来看，绝对零度是不可能在任何实验中达到的，但已达到绝对零度以上百万分之一度内的低温。所有这些在物质内部发生的分子和原子运动统称为“热运动”，这些运动是肉眼看不见的，但是我们会看到，它们决定了物质的大部分与温度有关的性质。
正如一条直线仅由两点连成的一样，一种温标是由两个固定的且可重复的温度来定义的。最初，在一标准大气压(760毫米水银柱，或760托)时，摄氏温标是定冰之熔点为0℃和水之沸点为100℃，绝对温标是定绝对零度为oK和冰之熔点为273K，这样，就等于有三个固定点而导致温度的不一致，因为科学家希望这两种温标的度数大小朝等，所以，每当进行关于这三点的相互关系的准确实验时，总是将其中一点的数值改变达百分之一度。
现在，除了绝对零度外，仅有一固定点获得国际承认，那就是水的“三相点”。1948年确定为273。16K，即绝对零度以上273．16度。当蒸气压等于一大气压时，水的正常冰点略低，为273．15K(＝o℃＝320°F)，水的正常沸点为373。
15K(＝100℃＝212°F)。这些以摄氏温标表示的固定点和其他一些次要的测温参考点(即所谓的国际实用温标)的实际值，以及在实验室中为准确地获得这些值的度量方法，均由国际权度委员会定期公布。
更详细资料见：
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1848年，英国科学家威廉·汽姆逊·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，相当于摄氏零下273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0K，但今天，科学家却已经非常接近这一极限了。
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动动：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，并且从理论上讲，气体的体积应当是零。
由此，人们就会明白为什么温度不可能降到这个标度之下，为什么事实上甚至也不可能达到这个标度，而只能接近它。
自然界最冷的地方不是冬季的南极，而是在星际空间的深处，那里的温度是绝对温度3度（3K），即只比绝对零度高3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（2×10-8K）。
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。
这了弄明白这个道理，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（2×10-8K）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。
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怎么让温度方法? 并且执行对零的程度勘测?
美国麻省理工学院的Keightley (一次因为超冷的原子研究工作获得了宣告2001 年诺贝尔物理奖) 解释了:
首先, 让我介绍温度在科学意义: 多少一措施是它在问题包括能量。
空气分子热时间迅速行动, 有更高的动能。成员更冷, 加速更低, 能量并且是较少? 对零程度0 K 是并且是, -273 吗? 或-460? 。
冷却过程需要去掉能量从对象, 那么释放它其它地方。
加入联合laser 冷却以蒸发冷却, 科学家也许已经让小组气体原子温度, 下面落对1nK (即1nanokelvin, 10-9K) 。当前纪录是450pK (1 picokelvin 是10-12K), 出版由我们的小组在2003 年9月12 日"科学" 在杂志。
当由laser 冷却, 冷却的原子可能驱散雷?? 。射入laser 光子首先被吸收, 然后reprojects 在另外方向。平均提及, 驱散光子颜色罐头?? 轻微地蓝色比雷。换句话说, 驱散光子能量比较吸收光子能量是轻微地高的。
由于总能源节约, 光子能量区别作为从原子运动, 原子因而减速。
当原子云彩改变更加浓厚和是冷的, 冷却的作用罐头由其它处理leaderships, 他们并且能让原子一些小发抖。这些过程让原子通过光散射的不规则的韧性当创造但碰撞, 发布能量。
但, 对这个阶段, 原子? 已经是冷的, 可以限制由磁场。
我们选举原子种类是这些包括未配对电子, 有因此磁性片刻。这些原子喜欢小磁铁棒。sur- 磁场使原子允许抵抗重力漂移, 并且让他们依靠在原处; 收效这些象无形的墙壁, 搁浅原子在磁性笼子。
蒸发冷却有选择性地可以系统在能量最高的原子?? 。拉扯磁力拖曳, 在磁性陷阱能量最高这些原子, 奔跑与冷的原子比较, 可以到达一个磁场更高的区域。当原子当高磁场, 他们可能形成与无线电波或微波共鸣, 这可能创造磁性片刻变动, 导致这些原子飞行到磁性陷阱。
我们怎么勘测这原子旁边低温? 方法是直接地观看原子云彩大小。原子云彩大, 在原子能里面一定是更高的, 因为他们也许抵抗磁力运行。其它方法是勘测原子动能。开关, 没有磁力原子磁性陷阱见面??, 导致原子云彩不妨害膨胀。
原子云彩当有必要大规模, 这一种观察原子速度直接方式, 也许因此获得温度改变。在某一通货膨胀时间以后, 如果锯原子云彩更小, 那么意味达到低温。
如果蒸汽可能上升, 上部空气空气是为什么更冷?
在美国Pu 十字架之下理想主义的哲学大气化学教授Xue Pusen 大学Confucian 学校提供答复:
在地球的大气气压和每单位体积分子数字高度关系了, 这个数字但索引减退进步地与海拔一起。
所以, 以后在表面小组空气上升(例如, 向上吹动通过山侧风), 罐头因为压力由很大地改变轻微地膨胀。空气扩展可能冷淡改变。这是大家通晓的现象- 对轮胎命中延伸你的手指空气龙头, 那么排出一些空气。
在轮胎里空气一定不是冷的, 当空气来罐头由于冷淡膨胀变动。(张·Mingche 翻译)
[ 这篇文章重印从科学人在2004 6月, 数字]>
我帮你找到答案了。虽然不是我自己说的,不过我也增长了知识
。
收起
