⑴ 絕對零度是怎麼算出來的
絕對零度的計算是基於理想氣體狀態方程和查理定律的。在1787年,法國物理學家查理發現,理想氣體每降低1攝氏度,其體積會縮小到原來體積的1/273。如果這個過程持續下去,當氣體溫度降到-273攝氏度時,其體積理論上會縮小到零。然而,在物理上,體積不可能為零,這意味著氣體不會消失。實際上,氣體會在更低的溫度下先變為液體,然後變為固體。
英國物理學家開爾文將溫度視為物質分子運動速度的一種表達方式。他認為,物質越冷,分子運動越慢,分子運動最慢的狀態就是完全不運動。因此,-273攝氏度這個溫度是一種真正的零度。
絕對零度表示物質分子和原子完全停止運動的狀態,包括所有空間、機械、分子和振動運動,以及某些電子運動,但不包括量子力學中的「零點運動」。由於這種運動是物質內部的基本現象,它決定了物質與溫度相關的性質。
攝氏溫標和開爾文溫標都是以兩個固定的溫度點來定義的。攝氏溫標將冰的熔點定為0攝氏度,水的沸點定為100攝氏度。開爾文溫標將絕對零度定為0開爾文,冰的熔點定為273開爾文。這樣,兩種溫標的度數大小是相等的。
現在,國際上承認的固定點除了絕對零度外,只有水的「三相點」,即水在標准大氣壓下的冰點、沸點和蒸汽壓的相平衡點。這個點在1948年被確定為273.16開爾文,即絕對零度以上273.16度。
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