絕對(duì)溫度的概念

【專家解說(shuō)】：絕對(duì)溫度（absolute temperature） 　　熱力學(xué)溫度又稱開(kāi)爾文溫度，或稱絕對(duì)溫度，符號(hào)為K。 　　絕對(duì)零度時(shí)的溫度定義為0K。冰水混合物的溫度為攝氏0度，定義為273.15K。 　　水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下結(jié)冰的溫度，即攝氏溫度0℃，或華氏溫度32℉，相當(dāng)于熱力學(xué)溫度273.16K 　　絕對(duì)溫度的原理 　　一定質(zhì)量的氣體等壓膨脹時(shí)，在常溫下其V－t圖線為一條不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線（蓋－呂薩克定律）。若實(shí)驗(yàn)測(cè)得這條圖線，加以外推，找出圖線與t軸的交點(diǎn)處的攝氏溫度值，它就是使理想氣體體積變?yōu)榱愕淖畹蜏囟龋礋崃W(xué)溫度（絕對(duì)溫度）的零度。 　　絕對(duì)零度是一個(gè)「理論值」，而非一個(gè)實(shí)際已經(jīng)觀測(cè)到或達(dá)到的溫度，也就是說(shuō)，它是一個(gè)科學(xué)家根據(jù)實(shí)驗(yàn)所間接「推論」出來(lái)的數(shù)值；而到目前為止，以人類的科學(xué)技術(shù)，還達(dá)不到這樣的低溫。 　　物質(zhì)的分子無(wú)時(shí)無(wú)刻不在劇烈地運(yùn)動(dòng)，也正是因?yàn)榉肿舆\(yùn)動(dòng)的結(jié)果，而使得溫度上升，因此被稱之為「熱運(yùn)動(dòng)」；相對(duì)地，如果把溫度不斷地降低，就會(huì)使得分子的熱運(yùn)動(dòng)愈來(lái)愈慢、愈來(lái)愈慢；那究竟要到什么時(shí)候，物質(zhì)分子才會(huì)完全靜止不動(dòng)呢？ 　　絕對(duì)零度（也就是大約攝-273.15℃）正是科學(xué)家們推導(dǎo)出來(lái)的答案；它代表著在此溫度之下，物質(zhì)分子不再具有任何能量來(lái)進(jìn)行熱運(yùn)動(dòng)，也就是一切的分子都會(huì)停止活動(dòng)。但后來(lái)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，即使在絕對(duì)零度的低溫下，分子運(yùn)動(dòng)卻可能不會(huì)完全靜止，不過(guò)，這已是量子力學(xué)的艱深范疇了！ 　　冷凍后的原子溫度到底是多少度，方法之一是先把雷射關(guān)掉。在朱棣文最初的實(shí)驗(yàn)里，原子冷凍后會(huì)在這個(gè)狀態(tài)下維持約0.1毫秒(1ms =10-3 s)，隨后原子就在無(wú)動(dòng)力的情況下離開(kāi)觀測(cè)區(qū)繼續(xù)飛行。測(cè)量這個(gè)只受重力下飛行一段固定距離所需的時(shí)間，可以大約估計(jì)原子的溫度。朱棣文量得的溫度大約是 240μK，這大約等于鈉原子速度為 30 cm/s的溫度，跟理論上計(jì)算的多普勒極限差不多，用多普勒冷凍最低就只能達(dá)到這個(gè)溫度了。