侠外游戏论坛

标题: 【真的】温度可达到绝对零度之下 [打印本页]

作者: apply 时间: 2016-8-28 02:16
标题: 【真的】温度可达到绝对零度之下
【流言】：德科学家将气体温度降至绝对零度以下：德国科学家乌尔里克?施奈德首次通过激光和磁阱技术，使一种由钾原子组成的超冷量子气体的温度，降至绝对零度以下——低于绝对零度几十亿分之开尔文。这项超越极限的技术将有助开发革命性的新材料和设备，帮助宇宙学家近距离分析神秘的暗物质。
【真相】：热力学温度的确定是通过一条公式，其中温度与物质粒子的能级分布相对应，温度无穷大时，物质粒子刚好在高低能级中对半分布。此时如果继续增加能量，则高能级中的物质粒子会超过半数，而在此公式中，温度的数值就变成了负值。
【论证】：“负温”就是物理学家为了表述方便设定的一个概念，不是真的为负。
热力学中温度的确定有一条计算公式，通过这个公式，温度与物质粒子的能级分布相对应，当温度是无穷大时，物质粒子刚好在高低能级中对半分布。
此时如果继续增加能量，则高能级中的物质粒子会超过半数，而在温度的确定公式中，从纯粹数学计算的角度看，此时温度的数值就变成了负值，这就是所谓“负温”的来源。
但是这时候其实负温物质的能量比无穷大正温更高，不是真的低于绝对零度。一个正温物体与一个负温物体接触时，热量是从负温传递到正温，一个+100K的物体跟一个-100K的物体接触后，两者的均衡温度不是0K而是∞K。
如果要给出一个温度从低到高的分布的话，在热力学温标下是这样的：
+0 K < +100K< + ∞ K = - ∞ K < -100 K < -0 K
+0K是温度的最低值，-0K是温度的最高值。

流言中科学家所做的，其实就是在正常的温度分布中，通过瞬间对调高低能级（磁场方向对调），使得处于高能级的粒子数超过了50%，从而实现了负温（即温度-能级分布对应公式中，温度的符号变成了负号）。他们厉害的一点，是通过激光暂时阻止了粒子从高能级跃迁到低能级，从而使得负温状态保持了一段时间。
另外，热力学第三定律的本质是说：物质粒子不可能绝对静止。
而负温的时候物质粒子不但没有静止，反而运动的更剧烈了，所以与热力学第三定律并不冲突。

作者: 哈哈哈 时间: 2016-8-28 09:00
利器完不成的工作，钝器常能派上用场。

作者: 二过头 时间: 2016-9-1 21:32
修养的花儿在寂静中开过去了，成功的果子便要在光明里结实。

作者: 高达 时间: 2016-9-12 19:00
甘心做奴隶的人，不知道自由的力量。

欢迎光临侠外游戏论坛 (https://bbs.xiawai.com/)