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為什麼宇宙溫度比較低
為什麼宇宙溫度比較低
更新时间:2025-04-03 18:32:43
溫度如何定義:

我們生活中常用的溫度是攝氏溫度,符号是℃。其實,除了攝氏度,還存在華氏溫度,符号℉;以及開氏溫度,符号K。華氏度目前仍在美國的日常生活中使用的較為常見,如天氣預報,廚房烤箱,冰箱等。而開氏溫度,屬于國際溫标單位,是全世界通用的。

為什麼宇宙溫度比較低(為什麼宇宙最低溫度是-273.15K)1

其實,溫度隻是冷熱的衡量程度,如果非要用具體的溫度數據,首先得定義一個基準。就像我們定義一天24小時,0點是半夜。這樣,有了一個參考,才能把其它事物經過的時間計算出來。當然了,之前的人也可以把時間定義為一天48小時或者其它,隻是這樣,你就會和全世界的通用時間不一樣了。其實,給各種物理學量綱定義,是有專門的國際機構的,他們就是負責定義這些,讓後全世界推廣,最終世界範圍内都采用。

而溫度的定義也是如此,例如攝氏度具體數值定義:指在1标準大氣壓下,純淨的冰水混合物的溫度為0度,水的沸點為100度。這樣,有了兩個溫度點參照,就可以得出所有物質的溫度。如果隻定義0度或100度,就不能得出其它溫度。所以,溫度必須定義兩個标準溫度點。華氏度則定義為在标準大氣壓下,冰的熔點為32°F,水的沸點為212°F,中間有180等份,每等份為華氏1度。所以,不同的溫度标準,定義相同事物溫度時,數值是不一樣的。

絕對零度的由來:

絕對零度,是開氏溫度的定義。在出現如上兩種溫度後,科學家們覺得這兩種溫度的定義不夠精确,幹擾較大,必須要在标準大氣壓下定義,試用範圍不廣。如果有外星人,它們星球的大氣壓和我們不一樣,溫度定義肯定不一樣了,而且人家是否知道水是什麼東西還不一定,更别提用這個水定義溫度了。

為什麼宇宙溫度比較低(為什麼宇宙最低溫度是-273.15K)2

所以,應該定義一個放到宇宙都可以普遍使用的溫标。于是,科學家門想到了一種條件:即如果物質内部粒子的動能和勢能都為0的情況下,定義為0K,這樣,放到那裡都是對的。而且,這樣似乎也更符合溫度是0的标準。于是,說幹就幹,絕對零度就被定義了出來,并且換算成攝氏度就是-273.15℃。

273.15攝氏度是如何來的呢

之前采用開氏溫度是發現:一定質量的氣體,在體積不變的情況下,溫度每升高(或降低)1℃ 增加(或減少)的壓強值等于它在0℃時壓強的1/273.15,即:

p=p0(1 t/273.15) =P0(t 273.15)/273.15

其中p0是0℃時氣體的壓強。

如果把t 273.15寫成T,則式子更為簡單。且如果溫度降低到-273.15攝氏度,根據式子就沒有了壓強。其實就是就在絕對零度的情況。于是,就有了開氏溫度和攝氏溫度的換算公式:T = t 273.15。

所以,在絕對零度的時候,因為物質已經沒有了内能,停止了一切運動,故而沒有比絕對零度更低的溫度了。但是物質内粒子的動能上限和勢能上線(黑洞),卻是可以無限大的。故而溫度最低隻能達到-273.15℃,最高卻基本不封頂。

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