此题如果进入高考物理试卷,应该属于中等偏上较难的题。难在需要综合分析。
绝对零度是一种什么状态?換成摄氏温度就是零下273.15度。按照国际温标,绝对零度OK==一273.15℃。式
此题如果进入高考物理试卷,应该属于中等偏上较难的题。难在需要综合分析。
绝对零度是一种什么状态?換成摄氏温度就是零下273.15度。按照国际温标,绝对零度OK==一273.15℃。式中K,表示单位开尔文。
温度是物体内能的宏观反映。物体内能由分子动能加上分子势能总和。当物体处于绝对零度时,所有分子的动能和分子的势能,总和意味着必然是零。
但是反过来考虑:不同物质,分子结构不同的物体,要使物体内能变成零,並不需要统一的温度。例如氮气一196℃;而氦气却要达到再低一些,一200℃才行。
进一步分析如下:各种物体在零下200度附近r,都会成结冰状态。体积收缩为最小。
①当分子间距r大于几十个纳米时,分子之间处于分子引力范围。当r→ro时引力变小。
②而当r=ro时,分子引力=分子斥力。意味着两个分子相依触,但无挤压。请注意,意味两个分子都不能运动。此状态下,物体内部旣无分子动能,也无分子势能!
以上面分析,不难得出结论:当温度还未低到摄氏零下273.15时,(即是国际温标的0K时)各种元素构成的,各种形态的物质,它们的分子动能和分子势能就都是0了。这个数据一直被物理学家公认。
特别提醒:以上讨论适用范围限于地球范围。属于高考范围问题。
△关于黑洞的温度问题。这是一个很复杂的问题。在这里,借助下面天体物理学的公式,做一简化的讨论。
比太阳大几倍的超大黑洞,绝对温度比地球上的0K(一273.15℃)还要高一点点,仅仅高百万分之一度。
丅==hCv3/8丌KGM
Cv3代表光速的三次方。
丅为国际温标,h是普朗克恒量,C是光速,丌是园周率,K是玻尔茲曼常数,G是万有引力恒量。
M是黑洞质量,处于公式中的分母位置。M越大→丅越小,越接近OK,但不等于OK。所以绝对零度0K仍然没有被突破。