为什么温度最低只能到-273.15℃(绝对零度),而最高温度无上限?

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常用温标

通常人们接触到温标有两种,一是摄氏温度(℃),二是华氏温度(℉);除此之外,在科学研究领域,还有开尔文温度(K)。

1742年,瑞典天文学家安德斯·摄尔修斯,将标准大气压下,水的沸点规定为0℃,冰点定为100°C;两者间均分成100个刻度。

和现行的摄氏温标刚好相反,这么做是为了避免负号的产生。

因为瑞典长年低于冰点以下,利用与现在相反的温标可以避免产生负数。

直到1744年摄氏温标才由卡尔·林奈改为现行的摄氏温标:冰点定为0°C,沸点定为100°C。

1954年的第十届国际计量大会特别将此温标命名为“摄氏温标”,以表彰安德斯·摄尔修斯的贡献。

目前,只有美国、开曼群岛、伯利兹等极少数国家和地区仍保留华氏温标为法定计量单位。

其他国家和地区,都以公制单位(米制)为主。

包括温标在内,所有的度量单位,都是人们为了方便认知和研究,而约定俗成的假设值。

比如,科学研究领悟,通常定义绝对零度为“0”;用以开尔文(k)计量。

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绝对零度

物质的温度,取决于其内原子、分子等粒子的动能。

根据麦克斯韦-玻尔兹曼分布理论,粒子动能越高,物质温度就越高。

理论上,若粒子动能低到量子力学的最低点时,物质即达到绝对零度,不能再低。

然而,根据热力学定律,绝对零度永远无法达到,只可无限逼近。

因为任何空间必然存有能量和热量,也不断进行相互转换而不消失。

所以绝对零度是不存在的,除非该空间自始即无任何能量热量。

在此一空间,所有物质完全没有粒子振动,其总体积并且为零。

普朗克温度

普朗克温度,以德国物理学家马克斯·普朗克命名,是温度的单位,简记为Tp。

它是自然单位系统中普朗克单位,并且是代表着量子力学中的一个基础极限的普朗克单位。

普朗克温度是温度的基础上限;现代科学中无法有比这更高的温度,因为缺少量子引力理论。

根据现在的宇宙学说(物理宇宙学),这是宇宙大爆炸第一个瞬间的温度(第一个单位普朗克时间)。

如果想要达到,那需要集合全宇宙的能量;回到大爆炸刚发生时的那一个极点。

这也是不可能实现的。

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