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既然已经获得了0.0000001K的温度,为什么绝对零度还是不能实现!

浏览量:197 次 发布时间:2019-07-05 06:57 编辑: 来源:

宇宙最低温

地球上的低温记录出现在南极,最低曾达到-88.3℃。月球的温度还要低一些,背阳一面最低达- 183℃。离太阳最远的冥王星,估计温度在-240℃以下,有人推测宇宙间超冷区的温度,大体上是-273℃,到了这个温度,物质分子平均内能将降低到零,热运动完全停止。世界上所有气体的压强(体积一定时) 或者体积(压强一定时)都要化为乌有。这是物质系统能量达到最小的温度,所以-273 ℃(精确值是-273.16)℃便被称为绝对零度。

绝对零度是不是死胡同?

究竟存不存在一个绝对零度?我们能不能达到这样低的温度?这件事引起了许多科技工作者的兴趣,他们开始向绝对零度进军。 在19世纪20年代,法拉第首先发现:在相当低的温度下,给某气体施加足够大的压力,就会使它们变成液体,这些液体一旦制成,就成了一种极好的冷却剂。因为当它们在减压条件下蒸发而变成气体的时候,会从周围环境吸收热量,使温度降得更低。经过十几年的战斗,物理学家在- 110℃时,使当时已知的很多气体可以冷却为液或固体。但即使在这样的低温下,有些气体仍不能变成液体。如氢、氧、一氧化碳、一氧化氮、氦等。所以,人们把它们称为“永久气体”。为什么永久气体不能被液化呢?科学家发现,任何一种气体都有一个临界温度,高于这个温度,无论施加多大压力也不会被液化。这是因为气体分子间既有排斥力,又有吸引力。气体的种类不同,分子吸引力的大小也不同。永久气体之所以不能被液化,就是因为分子间的吸引力很小,不易被液化,究其原因是临界温度很低。要想液化永久气体,必须获得更低的温度。

“永久气体”的突破

1898 年,苏格兰化学家杜瓦正根据压缩一绝热膨胀原理,在-253℃的低温下液化了氢气。一年后,又用抽除液面蒸气法得到了固态氢,达到了更低的低温- 261℃和- 263℃。荷兰物理学家翁内斯花费了 半生的精力,终于在1908年,把最顽固的氮气转化成了液体。在液化氦气的同时,还发现了一些物质在超低温下的奇异性质,比如超导现象和超流现象,这些发现,鼓舞着科学家继续向绝对零度进军。

99.9%的接近

目前人们获得极端低温的方式已经很多了,由于使用了一系列的“降温”新技术,现在人们已经获得了0.000001K的最低温度。距离绝对温度就剩下千万分之一度了。只要再努一把力,不是就达到了吗? 可是,德国物理学家斯脱却为这种努力泼了一瓢冷水,他指出,用有限的手段使物体冷却到绝对零度是不可能的。有人还说,这个温度永远也达不到。但科学家并没有放慢向绝对零度进军的步伐。难道说,人类是真的打破不了热力学第三定律“绝对零度不可达到”了吗?说说你的看法!

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