03.05 为什么高温没有上限,而低温却有一个绝对零度在限制?

蔚来网


1 : 好吧,谈谈个人的看法,关于温度的下限,科学上的名词称之为绝对零度,绝对零度的数值为-273.15℃,这个温度是热力学上的最低值,但绝对零度实际上只存在于理论上,宇宙当中没有任何一个地方的温度可以达到这个数值,只能无限的接近,那么为什么温度存在一个下限值,我是这么理解的。



2 : 首先关于物质的温度,一些书本上是这么说的,物质的温度取决于其内原子和分子以及其他粒子的动能,动能越大,温度越高,那么当粒子的动能低于量子力学的最低值的时候,物质的温度就是所谓的绝对零度,这里有一个非常关键的词,“动能”,什么是动能呢,我特地去查了一下,动能是由物体运动而产生的能量,物质的速度越大,动能也就越大。


3 : 那么关键来了,既然速度决定动能,动能决定温度,那么速度和温度之间肯定是密切相关的,在某些情况下,物质的速度越快,温度也就越高,那么速度有没有上限呢,有的同学肯定要说光速,我又去查了一下,书本上是这样解释的,光速是目前自然界物体运动的最大速度,也是信息进行传递的上限值,这里两个词很关键,一个是“目前”,一个是“信息”,但目前的理论是,宇宙膨胀以及量子纠缠的速度要远大于光速,所以光速并非速度的上限值。


4 : 就我个人的看法是,理论上速度的数值可以无限的大,所以既然速度是无限的,动能当然也不会存在一个最大值,那么当动能无限大的时候,温度也就无限的高,所以温度没有上限,那么反之,速度会无限的小吗?答案是不会,因为速度的最低值为零,也就是静止,静止也就意味着物质的动能趋于零,然后上面已经说的很清楚了,当粒子的动能低于量子力学的最低值的时候,绝对零度就出现了,那么由于速度不存在负数,不可能存在低于绝对零度的温度,所以,这就是我个人的看法,你们觉得呢……



种植恒星


很高兴回答你的问题。

高温怎么没有上限呢?在现有的理论之下,最高温度为普朗克温度。任何有温度的物体都会辐射电磁波,这个好理解,我们每个人都是会向外发射电磁波的,电磁波的波长与温度有关系,温度越高,波长越短,所以,以我们每个人来说,胖子波长短、瘦子波长长;大人波长短、瘦子波长长;男子波长短、女孩儿波长长。

而根据经典量子力学看,最短波长是普朗克长度。对应的温度就是普朗克温度,数值为1.41 x 10^32 K。

最低温呢,我们是从微观的物理推算的。温度的本质呢,其实就是原子、分子的振动。振动越快,温度越高。可以理解为,我们动起来就会热,冬天冷了,抖一抖就好一些,哈哈哈。

如果物体内部的原子和分子完全静止不动了,那么此刻温度已经最低了,不能继续往下了,而且甚至都不能达到,只能无限接近。这也被科学家们运用到了科学研究之中,在高速运转的粒子中抓取甚至让粒子接近静止。

我们小时候看到圣斗士星矢里,冰河一个大招能打到几个绝对零度以下。。。?那纯属哈哈哈哈了。

当然,我们不能这么自信,所有事情都通过自己的理论知识来理解。比方说,我们真能让某个原子完全被静止。那我们就能知道它的位置和速度,这是和量子力学的不确定性原理相违背的。我们实验上也是做不到这一点。

如果我的回答对您有帮助,希望您可以给我点个赞!花不了多少流量哒!相信我!嘿嘿嘿!


不哈韩的小韩


答:温度存在下限,本质原因是一个有限系统中的能量是有限的,然后热力学定义了这个最低能量状态为绝对零度!


绝对零度

一个经典热力学系统,我们输入热量会导致系统温度升高,输出热量会导致系统温度降低;如果我们一直输出等量的热量,那么系统内能总有输出完的时候,因为一个有限系统的能量是有限的!



于是,科学家就把内能最低的这个状态,称作绝对零度!因为系统内能已经为零,所以系统温度已经达到最低!


普朗克温度

在经典热力学中,最高温度是没有限制的,只要不断输入能量,温度就能继续升高,这是在外部“能量无限”前提下成立!

但是在量子力学中,描述了一个温度上限,即是宇宙大爆炸第一个普朗克时间的温度,称作普朗克温度TP=1.4168*10^32 K,即1.4亿亿亿亿度!




温度的其他定义

另外,如果用热力学熵来定义温度,甚至会出现负热力学温度的情况,这里并没有和经典热力学中的绝对零度相悖,只是对温度的定义不同而已!




好啦!我的答案就到这里,喜欢我们答案的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


人的大脑就是一个实验室 之

宇宙中为什么高温无限制,但低温有限制?

以下只代表我个人的想法,我对物理学知识,认识也只是业余的。希望大家看后,有共同爱好的能留言探讨一下。因为人的大脑就是一个实验室。

对于这一类的问题,我从来没听周围的人提起,以为很少人感兴趣,没想到看到有123个回答,看来同道中人,还是很多啊。很好。

宇宙的温度有下限,而没有上限。或宇宙的温度下限已经被人类发现,但就算有上限,以目前人类认知水平,还没发现。目前人类所掌握的科学认为温度是没有上限的。这是为什么?

以前我认为温度没有上限,这不奇怪。没有多思考。温度有下限,而且这个下限人是可以接触的,零下200多度,人距离1米能感觉的到。甚至极短暂的轻微小面积触碰都可以。而像太阳核心那么高的温度,恐怕人离很远都不行,人的感觉器官是无法感知的,只能通过理论得知。可见人以及其他有生命的物质,还有一些结构复杂的物质如岩石等都处在比较低的温区。当物质温度极高时,结构变得不再复杂,而是变得简单而均匀。

假定物质温度没有下限的话,理论上让一块方糖大小的物质,无限制的降温,输出温度,输出温度就等同于输出能量,那它不是就可以无限制的为别的物体供能了吗?煤燃烧降温了,能量出来了,火车前进了,如果无限制的降温,那火车不就可以无限制的前进而不需要,添新煤燃料了吗?当高温不受限制时,一个分子可以携带的能量,可以融化地球,这不成立。因为在这么高的能量状态下,分子力约束不住分子了,分子也就不存在了。那么理论上,高温不受限制的话,一个能量足够高的等离子体,可以融化整个地球。但这个高温必须以物质为载体,脱离物质,高温无法存在。光速和宇宙最快速度是有极限的,宇宙的边界是有大小的,高温怎么没发现极限,物质的最小结构,也不断的被刷新。我觉得这些之间有联系。


摩旅的程序员


看了下面本人的瞎想,就明白温度是啥玩意了,包括能量,质量,力,中子,黑洞等等。正宗民科,哈哈

统一场理论,老张独家编写,宇宙物质是“电场+磁场+方向”构成,如同立方体的长+宽+高,三种东西的不同组合与变化,形成万物,解释宇宙一切,包括能量,质量,力等

基础知识:物质由分子构成,分子由原子构成,原子由质子+中子+电子构成,质子+电子=中子,

1.中子由三个电子团构成,即所谓三种夸克,而这三种夸克其实就是电子团的三种属性的表现,分别是电场,磁场,方向,三者互相垂直。其中方向产生质量和力,而电场和磁场产生能量

电子就是由“电场+磁场+方向”三种特性构成

三种特性是物质的构成最小单位。特征为:

特征1.电场和磁场互相交变转化:转化频率快慢表示能量高低,频率快则能量大,频率慢则能量小,

特征2-如果电场和磁场转化频率太低,如为0.则转变成质量,体现为力极其大,极端表现就是黑洞,所以,黑洞内部没有电场和磁场,仅剩下无穷大的力,以致光速都被吸引逃脱不了。

黑洞内部电场和磁场消失,所以无法检测到。

黑洞内部电场和磁场消失,表示没有能量,所以黑洞温度为绝对温度,-273.12度

每个中子,其实就是最小的黑洞,内部没有温度,没有能量,只有质量或力。

特征3.电场和磁场转变频率无穷大,则方向为0.表现为中“中微子“!因为方向为0.表示质量和力为0.没有质量和力,所以很难检测到

解释温度和能量:温度其实是电子的活跃程度,对一个物体加热,比如对铁块加热,只是电子活跃了而已,电子混乱度加大,而电子内部的电场和磁场没有任何变化。原子核也没有任何变化。

同理,中子星,中子活跃度极大,表现为超高的温度,中子星旋转速度越快,则磁性越强,

‌解释电磁波,电磁波是具备能量而没有质量的东西,本身由电场和磁场交变构成,但电磁波的产生却是力的转换形成的,如太阳发光(电磁波),光具有了能量,而这能量是太阳减少质量形成的,质量=力

解释夸克:无数个电子凝聚在一起,形成电子团,就是一个夸克,一共三种,本别是偏向磁场性能的夸克,偏向电场的夸克,偏向”力“的夸克,尤其是偏向“力”的夸克最难检测到。

解释爱因斯坦的质能关系E=MC^2. 其实和经典动能公式E=1/2MV^2是一样的,差别就是系数1/2,为什么呢?原因是电子以光速运动,其次是中子里面的电子被打出来并破裂了,电子里面的电场和磁场被释放出来了,而“力”却消失了,即质量消失了。这也符合前面说的中子就是最小黑洞的说法,也符合黑洞里电场和磁场转变频率为0的说法,即质量完全变为能量,所以没有了系数1/2

以上理论为老张在北京做地铁时脑洞大开时想到的,时间是2017年4月29日。地点,六里桥

创建于2017.4.30

老张说甲醇汽车


这个问题本身是有问题的,因为高温并非没有限制,在现有的理论之下,最高温度为普朗克温度。这个温度是如何计算出来的呢?这得从黑体辐射理论讲起。黑体辐射理论认为,任何有温度的物体都会辐射电磁波,电磁波的波长与温度有关系,温度越高,波长越短。而空间长度是有下限的,被称为“普朗克长度”,经典量子力学以为比普朗克长度更短的长度没有意义。以此普朗克长度换算过去,得到的温度就是普朗克温度,数值为1.41 x 10^32 K。

最低温之所以有限制,是因为温度的本质表征的是原子、分子的振动强度,振动的越快,温度越高;振动的越慢,温度越低。而这种振动的快慢是有下限的,即完全不振动。若是一个物体内部的原子、分子全部静止不动,那么此刻它的温度就是最低的,称为“绝对零度”,即开尔文温标的0K,对应的摄氏度为零下273.15度。不过绝对零度只是一个理论极限值,无法达到。

说到这里,我想起了如今有一项很前沿的技术,叫做“激光制冷”。一般情况下,激光只能用于加热,因为电磁波将能量传递给物体,引起物体内能的增加。但由于温度与原子振动存在直接关系,激光也可以对原子施加一个反向的作用力,将原子分子的振动幅度大大减小,从而实现将其降温的目的。目前的低温极限大多是用这种方法实现的,已经非常接近绝对零度了。


看风景的蜗牛君


这个说法是错误的!低温的极限是绝对零度,即零下273.15摄氏度!同样高温也是有上限的,即普朗克温度!

这个普朗克温度是通过经典量子力学算出来的。量子力学认为任何物体只要温度大于绝对零度(零下273.15摄氏度)就会向外辐射能量,同时也向外吸收能量,这就称为黑体辐射。而其吸收能量过程中温度必然会升高,同时其波长会降低,但是波长不可能无限降下去,因此最终可以通过计算得到黑体辐射的最高温度,就是高温的上限——

1.41*10的32次方开尔文度。


地震博士


温度其实不叫温度,叫热量,是能量的一种。原子的变化会吸热或放热。这种能力使原子足以活动。这涉及到宇宙大爆炸。大爆炸就是释放了无穷的热量,以至于到现在温度还是很高,高到所有物质仍然在急速飞行。这就是宇宙微波背景辐射的意义。\n\n 也就是说,人类和人类所有的物品都在这个区间的热量下生活并存在。热量低到一个程度,原子就不动了,人类和人类的物品也无法动,也就不知道那是个什么情况。或者说,任何原子变化释放出来的热量都有一个量,都会逸散冷却,冷却到这个量用完。我们估计一个原子使劲榨也就只能榨出这么多热量,榨得越多温度越低,到绝对零度这个点,就榨不出来了。这个只能说是人类接受范围内的底限。\n 也就是说,按理说,它也是有上限的。它内部储存了多少热量,这个热量就是上限。我们生活在这个宇宙里,那么大爆炸第一时间释放出来的热量就是上限,这个宇宙的温度无论如何无法超出这个上限,就好像孕妇体内的婴儿的体型无论如何不可能比这个孕妇还要高大。\n\n 假如时光倒流,所有宇宙的物质开始坍缩回那一个点,而你已经到了这个宇宙之外,那么你就可以差不多见识到这个温度的上限,当然,因为少了你这么一部分,所以这个奇点的温度要比爆炸之前低一点。\n\n 顺便说一句,所谓的时间,有三个线进行定义,简单来说就是熵的增加,也就是从有序到无序,或者说不确定性的增加,从只有一个确定的结果演变到有无数个可能的结果,这个过程,我们称之为时间,而它目前是不可逆的,所以我们无法回到过去。其中温度也是一个方面。宇宙微波背景辐射的衰退,也就是大爆炸温度的降低,是时间的标杆之一。如果没有这个热量的衰退,我们对时间的定义就会麻烦一些。


我欲修仙帝国凌天


这个问题很好理解撒。

首先你要明白温度的本质是物体内部分子或者原子运动造成,那就直接导致当运动速度为零的时候当然是最低了,运动速度又无上线当然可以温度无上线了。

简单来说,你赛跑的比快时你可以用各种手段让自己跑的更快,比慢的时候你顶多不动呗,你要往后跑算怎么回事。


渔耕樵读


先来看看我们所能理解的温度变化吧。

-273.15℃ 绝对零度,是温度的极限。目前,我们可以制造距绝对零度只差三千万分之一度的低温,但仍不可能得到绝对零度。

-264°C 铌钛合金的超导临界温度,这个温度下呈现超导抗磁的特性。

-240℃ 冥王星的最低温度

-120℃ 月球表面温度最低值

-117℃ 酒精的凝固温度,所以酒精的温度计可以在极地使用,而水银温度计不可以。

-90℃ 地球最低温 、大气最低气温

-70℃ 北极最低气温

-50℃ 雪莲,世界上最不怕冷的花,即使-50℃,也鲜花盛开。

42℃ 人体温度极限

100℃ 开水

700℃ 烟头、蚊香的温度

1534℃ 高炉铁水

3410℃ 钨的熔点

熔点最高的物质是铪合金(Ta4HfC5),熔点高达4215℃

地心温度约为6000℃

太阳中心温度约为2000万℃。

5亿℃ 普林斯顿等离子物理实验室中的托卡马克核聚变反应堆利用氘和氚的等离子混合体于1994年5月27日创造出来的

4万亿℃ 美国能源部布鲁克海文国家实验室(Brookhaven National Laboratory)用巨型粒子对撞机对撞金元素离子,制造出了“超级大爆炸”。制造出了有史以来实验室中的最高温度———4万亿摄氏度。

从-273.15℃到4000000000000℃,看似温度没有上限,这不过是我们的错觉罢了。其实温度同样是有上限的。根据黑体辐射理论,只要有温度就会辐射出特定的电磁波,其中的波长与温度直接相关,温度越高,波长也就越短。由量子理论可知波长的最短空间长度为“普朗克长度”,用这样的方法反推出最高的温度也就是普朗克温度,数值为1.41 x 10^32 K。

温度下限,大家已经很好理解了。温度是物质内部振动强度的表征,振动的越剧烈温度越高,而完全静止不运动便是温度的下限了。所以理论上算得如果物体中的原子、分子完全不动,便是零下273.15度。

如果觉得这些理论晦涩难懂,给大家来个通俗易懂的。

我们生活的宇宙是137亿年前,由一个极度致密炽热的奇点爆炸产生的。爆炸的原点温度便是1.41 x 10^32 K!这是宇宙曾经有过的最高的温度,如同一个炮竹,爆炸之后便开始膨胀,温度也开始下降。

所以,在我们可以观测的所有时空之中,都无法超越这个温度。那一刻,宇宙的所有能量聚于一点。


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