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物理学中的绝对零度是计算来的还是实验来的

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  • 2019-02-20 17:12:48
      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。   初学查理定律时,我们知道,一定质量的气体,在体积一定时,压强与摄氏温度不成正比。
      那么,怎样才能使一定质量的气体在体积一定时,它的压强与温度成正比呢?   很自然地,我们用"外推法",将等容线反向延长与横坐标(t轴)交于一点(如图),令P=0时,Pt=P0(1+)=0由得出t=-273°C。经过精确的实验证明,上述的t=-273°C应为-273。
      15°C。早在19世纪末,英国科学家威廉·汤姆(开尔文)首先创立了以t=-273。15°C为零度的温标,称之为热力学温标(即绝对温标),t=-273。15°C定义为OK,即绝对零度。   绝对零度能否到达呢?人们是从液化气开始,十步步地逼近它的。
      早在19世纪末,许多科学家利用加压法对氨气进行液化,得出了-110°C(163K的温度。利用这种方法以及后来的级联法(即采用临界温度下气体逐渐蒸发冷却而获得较低温度),在-140°C(133K)液化了氧气,-183°C(90k)液化了氮,在-195°C(78K)液化了一氧化碳。
      1898年,英国人杜瓦用多孔塞膨胀法在-240°C(33k)的低温下液化了氢气,随着固化氢的成功,得出了18世纪的最低温度-259°C(14k)。   进入20世纪后,随着科技的发展和仪器的更新,我们离绝对零度越来越近:1908年,荷兰物理学家昂尼斯成功地实现了4。
      2k的低温把自然界中最轻的隋性气体氦液化了。随后,昂尼斯又叩开1k的大门,获得0。7k的低温。   在通往绝对零度的道路上,科学家发现了许多经典物理学无法解释的现象,如超导电性,超流动性等。为使这些有用的技术造福人类,科学家继续前进。1926年,德拜与吉奥克用磁冷却法达到了10-3k,后来又攻破了10-6k,离绝对零度仅有一步之遥了,但人们感到,越是逼近它,达到它的希望越是遥远,这正如一条双曲线,它只能是无限地接近坐标轴,而绝对零度这个宇宙低温的极限,只能是可望不可及的。
         20世纪的最低温是10-6k,21世纪又是多少呢?人类能否打破绝对零度呢?只能拭目以待。 是这样,科学家发现,在0摄氏度以下的气体,每下降一度,他的体积就减小1/273,所以根据物理解释,到-273度时,气体根据这样一来就应该是没有了,物理解释无法解释通,所以称这个界点叫绝对零度,这是实验得来的。
      我们能否打破绝对零度呢,时间! 。

    虾***

    2019-02-20 17:12:48

其他答案

    2019-02-20 17:06:58
  • 是实验得来的。因为科学家在做实验时发现,不论怎么改进降温装置,温度都只能无限接近但是不能达到—273.15℃,于是就认为—273.15℃是宇宙中可能存在的最低温度,就把这个温度定义为绝对零度。这是通过实验发现的,所以我认为是实验得来的。

    王***

    2019-02-20 17:06:58

  • 2019-02-20 16:51:23
  • 绝对零度是计算来的

    徐***

    2019-02-20 16:51:23

  • 2019-02-20 16:49:50
  • 由实验外推来的。把实验做得非常近似,再把实验曲线外推。

    x***

    2019-02-20 16:49:50

  • 2019-02-20 16:38:23
  •   任何物理结论都是通过实验发现,然后通过计算总结归纳得出的。没有理论能脱离实验和计算,只有你还不知道的过程。
    绝对零度是这样来的:
    最先根据气体的温度体积实验,人们得到了查理定律dT=dV,即体积的增加正比于温度的升高。反之亦然,温度降低时气体体积也会缩小。
      人们用穷极法类推发现:如果温度降低到零下273度的时候,理想气体体积将缩成0!!(当然在这温度下不可能有气体——早液化了)。于是-273度作为一个特殊的数值被人关注。 开尔文最早将-273度作为零度,发明了开氏温标,从而将查理定律简化成我们现在的T1/T2=V1/V2的形式。
      但是人们还并不知道他的完全意义,也没意识到它是自然界的最低温度,所以还只把它叫成是开氏零度。 布朗运动的发现和现代分子物理学的发展使人们了解了绝对零度的真实意义——热是分子运动的宏观体现。分子运动越活越温度就越高,当分子停止运动时就是绝对零度了。
      没有比静止更慢的运动,所以不会有比绝对零度更低的温度。绝对温度几乎正好是-273。15度,人们已经能达到-273。149999了。另外宇宙的平均温度是2。7K。

    D***

    2019-02-20 16:38:23

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