絕對零度
開放分類： 物理,、熱力學(xué),、科學(xué)研究、溫度,、溫標(biāo)
目錄
定義或解釋
說明
為什么不能達(dá)到絕對零度
時間會停止
絕對零度,，也就是-273.15℃（攝氏度）。沒有一個地方有這個溫度,，人類也不可能制造出來這個溫度,，只能無限的接近。在這溫度下物體沒有熱能,。

定義或解釋
       理論上的最低溫度,，把-273.15℃定作熱力學(xué)溫標(biāo)(絕對溫標(biāo))的零度，叫做絕對零度（absolute zero）,。 絕對零度的單位是開爾文（K±）
說明
①在中學(xué)階段,，對于熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)間的換算，是取近似值T(K)=t(℃)+273,。實際上,，如以水的冰點為標(biāo)準(zhǔn)，絕對零度應(yīng)比它低273.15℃所以精確的換算關(guān)系應(yīng)該是T(K)=t(℃)+273.15,。

②絕對零度是根據(jù)理想氣體所遵循的規(guī)律,，用外推的方法得到的。用這樣的方法,，當(dāng)溫度降低到-273.15℃時,，氣體的體積將減小到零。如果從分子運(yùn)動論的觀點出發(fā),，理想氣體分子的平均平動動能由溫度T確定,，那么也可以把絕對零度說成是“理想氣體分子停止運(yùn)動時的溫度”。以上兩種說法都只是一種理想的推理,。事實上一切實際氣體在溫度接近-273.15℃時,，將表現(xiàn)出明顯的量子特性，這時氣體早已變成液態(tài)或固態(tài),?？傊瑲怏w分子的運(yùn)動已不再遵循經(jīng)典物理的熱力學(xué)統(tǒng)計規(guī)律,。通過大量實驗以及經(jīng)過量子力學(xué)修正后的理論導(dǎo)出,，在接近絕對零度的地方，分子的動能趨于一個固定值,，這個極值被叫做零點能量,。這說明絕對零度時，分子的能量并不為零,，而是具有一個很小的數(shù)值,。原因是,，全部粒子都處于能量可能有的最低的狀態(tài)，也就是全部粒子都處于基態(tài),。

③由于水的三相點溫度是0.01℃,，因此絕對零度比水的三相點溫度低273．16℃。

       絕對零度表示那樣一種溫度,，在此溫度下,，構(gòu)成物質(zhì)的所有分子和原子均停止運(yùn)動。所謂運(yùn)動,，系指所有空間,、機(jī)械,、分子以及振動等運(yùn)動．還包括某些形式的電子運(yùn)動,，然而它并不包括量子力學(xué)概念中的“零點運(yùn)動”。除非瓦解運(yùn)動粒子的集聚系統(tǒng),，否則就不能停止這種運(yùn)動,。從這一定義的性質(zhì)來看，絕對零度是不可能在任何實驗中達(dá)到的,，但目前科學(xué)家已經(jīng)在實驗室中達(dá)到距離絕對零度僅百萬分之一攝氏度的低溫,。所有這些在物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生的分子和原子運(yùn)動統(tǒng)稱為“熱運(yùn)動”，這些運(yùn)動是肉眼看不見的,，但是我們會看到,，它們決定了物質(zhì)的大部分與溫度有關(guān)的性質(zhì)。 正如一條直線僅由兩點連成的一樣,，一種溫標(biāo)是由兩個固定的且可重復(fù)的溫度來定義的,。最初，在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(760毫米水銀柱,，或760托)時,，攝氏溫標(biāo)是定冰之熔點為0℃和水之沸點為100℃，絕對溫標(biāo)是定絕對零度為0K和冰之熔點為273K,，這樣,，就等于有三個固定點而導(dǎo)致溫度的不一致，因為科學(xué)家希望這兩種溫標(biāo)的度數(shù)大小朝等,，所以,，每當(dāng)進(jìn)行關(guān)于這三點的相互關(guān)系的準(zhǔn)確實驗時，總是將其中一點的數(shù)值改變達(dá)百分之一度,。 現(xiàn)在,，除了絕對零度外，僅有一固定點獲得國際承認(rèn),，那就是水的“三相點”,。1948年確定為273.16K,，即絕對零度以上273．16度。當(dāng)蒸氣壓等于一大氣壓時,，水的正常冰點略低,，為273．15K(＝0℃＝32°F)，水的正常沸點為373.15K(＝100℃＝212°F),。這些以攝氏溫標(biāo)表示的固定點和其他一些次要的測溫參考點(即所謂的國際實用溫標(biāo))的實際值,，以及在實驗室中為準(zhǔn)確地獲得這些值的度量方法，均由國際權(quán)度委員會定期公布,。

為什么不能達(dá)到絕對零度
       1848年,，英國科學(xué)家威廉·湯姆遜·開爾文勛爵（1824～1907）建立了一種新的溫度標(biāo)度，稱為絕對溫標(biāo),，它的量度單位稱為開爾文（K）,。這種標(biāo)度的分度距離同攝氏溫標(biāo)的分度距離相同。它的零度即可能的最低溫度,，相當(dāng)于攝氏零下273度（精確數(shù)為-273.15℃）,，稱為絕對零度。因此,，要算出絕對溫度只需在攝氏溫度上再加273即可,。那時，人們認(rèn)為溫度永遠(yuǎn)不會接近于0K,，但今天,，科學(xué)家卻已經(jīng)非常接近這一極限了。

       物體的溫度實際上就是原子在物體內(nèi)部的運(yùn)動,。當(dāng)我們感到一個物體比較熱的時候,，就意味著它的原子在快速運(yùn)動：當(dāng)我們感到一個物體比較冷的時候，則意味著其內(nèi)部的原子運(yùn)動速度較慢,。我們的身體是通過熱或冷來感覺這種運(yùn)動的,，而物理學(xué)家則是絕對溫標(biāo)或稱開爾文溫標(biāo)來測量溫度的。

       按照這種溫標(biāo)測量溫度,，絕對溫度零度（0K）相當(dāng)于攝氏零下273.15度（-273.15℃）被稱為“絕對零度”,，是自然界中可能的最低溫度。在絕對零度下,，原子的運(yùn)動完全停止了,，并且從理論上講，氣體的體積應(yīng)當(dāng)是零,。由此,，人們就會明白為什么溫度不可能降到這個標(biāo)度之下，為什么事實上甚至也不可能達(dá)到這個標(biāo)度,，而只能接近它,。

        自然界最冷的地方不是冬季的南極,，而是在星際空間的深處，那里的溫度是絕對溫度3度（3K）,，即只比絕對零度高3度,。這個“熱度”（因為實際上我們談到的溫度總是在絕對零度之上）是作為宇宙起源的大爆炸留存至今的熱度，事實上,，這是證明大爆炸理論最顯著有效的證據(jù)之一,。在實驗室中人們可以做得更好，能進(jìn)一步地接近于絕對零度,，從上個世紀(jì)開始,，人們就已經(jīng)制成了能達(dá)到3K的制冷系統(tǒng)，并且在10多年前,，在實驗室里達(dá)到的最低溫度已是絕對零度之上1／4度了,，后來在1995年，科羅拉多大學(xué)和美國國家標(biāo)準(zhǔn)研究所的兩位物理學(xué)家愛里克·科內(nèi)爾和卡爾威曼成功地使一些銣原子達(dá)到了令人難以置信的溫度,，即達(dá)到了絕對零度之上的十億分之二十度（2×10^-8 K）,。他們利用激光束和“磁陷阱”系統(tǒng)使原子的運(yùn)動變慢,，我們由此可以看到,，熱度實際上就是物質(zhì)的原子運(yùn)動。非常低的溫度是可以達(dá)不到的,，而且還要以尋求“阻止”每一單個原子運(yùn)動,，就像打臺球一樣,，要使一個球停住就要用另一個球去打它。弄明白這個道理，只要想一想下面這個事實就夠了,。在常溫下，氣體的原子以每小時1600公里的速度運(yùn)動著,，而在3K的溫度下則是以每小時1米的速度運(yùn)動著,，而在20nK（2×10^-8 K）的情況下，原子運(yùn)動的速度就慢得難以測量了,。在20nK下還可以發(fā)現(xiàn)物質(zhì)呈現(xiàn)的新狀態(tài),，這在70年前就被愛因斯坦和印度物理學(xué)家玻色（1894～1974）預(yù)見了。

       事實上,，在這樣的非常溫度下,，物質(zhì)呈現(xiàn)的既不是液體狀態(tài)，也不是固體狀態(tài),，更不是氣體狀態(tài),，而是聚集成唯一的“超原子”，它表現(xiàn)為一個單一的實體,。

時間會停止
       當(dāng)在絕對溫度時,，時間會停止,。這個問題到底是對的還是錯的？至今還是有爭議,。
       正方（時間會停止）認(rèn)為：絕對零度在宇宙中是存在的,，在宇宙的某些地方，當(dāng)巨大的能量被黑洞吸走時產(chǎn)生絕對零度,，由于時間也是一種能量形式,，所以在那一刻，時間也是停止的,。宇宙中有存在絕對零度的地方,，甚至有低于零度的地方，那些低于零度的情況由反物質(zhì)構(gòu)成,。 也就是說我們的分子運(yùn)動需要提供能量,，而反物質(zhì)運(yùn)動則吸收能量，所以絕對零度可以達(dá)到,，只不過我們沒有發(fā)現(xiàn),，也沒法發(fā)現(xiàn)。 正如數(shù)字有正負(fù),，電流有正負(fù),，性別有男女一樣，你憑什么說就沒有低于絕對零度的負(fù)溫度,？
       科學(xué)家們都沒有否認(rèn)在絕對0時刻,，就是時間的起源之前時空的可知性，你又憑什么斷定在0度之下的溫度不存在,？
      反方認(rèn)為（時間不會停止）：從哲學(xué)角度說,，物質(zhì)的靜止和運(yùn)動都是相對的，時間如果記錄著物質(zhì)的發(fā)展和變化的話,，它記錄物質(zhì)的運(yùn)動狀態(tài),，那么可不可以記錄物質(zhì)的靜止?fàn)顟B(tài)？ 絕對零度下,，不是一切都停止了,，停止的只是物質(zhì)的分子運(yùn)動，所以,，綜上所述,，絕對零度下的時間肯定還是運(yùn)動的。除非這個世界里,，時間不再存在,。 可是如果宇宙的全部物質(zhì)都是絕對零度那么時間也應(yīng)該停止了吧！