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发布于:2024-10-14 14:24:11

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温度是什么?很多人都可以给出一个答案,比如今天感觉到热,那就是温度高,感觉到冷,那就是温度低。又比如今天的天气预报告诉我们平均的温度是26℃。

但很可惜,上面的两个描述都不是温度的本质,它们前者是感受,而后者则是温标比方说有些人的耐热性比较强,难道对于他而言,现在的温度就是低的吗?由此可见,温度并不会随着某一个人的感受不同而发生变化又比方说,当我们这边是28℃的时候,美国那边则是82.4华氏度。

不知道的人如果听到这个数字,可能会认为美国人都已经热死了吧!但事实上,这只是因为美国那边多采用华氏温标而已,温度本身并没有发生变化由此可见,我们一直所说的℃也好,外国所用的华氏度也罢,同样不能反应温度的本质。

那么温度的本质到底是什么呢?

其实前面的两种描述也并不算完全错误温度从定义上而言是一个表示物体冷热程度的物理量,但这个冷热程度并不是主观的感受它是通过物体内部分子热运动的剧烈程度所体现的我们知道世界上的物体都是由分子或原子所组成的,这些粒子无时无刻都在做着无规则的热运动。

这种热运动就是指这些粒子不是固定不动的,它们在没有目的性的乱跑

如果温度低一点,那这些粒子比较冷静,跑的速度就慢。反之,如果温度高一点,这些粒子比较烦躁,跑的速度就快。所以说这些粒子运动的剧烈程度才是温度的本质。

当然,有些人可能会有疑问,如果这些粒子在随便乱跑,那它们会不会跑出去呀?当然有可能跑出去,只不过跑出去的量是极其微小的大部分依旧被束缚住了,这个束缚它们的力又是另外一个问题了,我们这边不深入进行探讨而前面所说的温标,只是为了让我们可以对温度有一个更直观的判断。

毕竟粒子无规则热运动对于我们普通人而言实在是不好判断啊!温标有很多种,除了我们耳熟能详的摄氏温标以外,还有华氏温标,兰氏温标,国际实用温标,理想气体温标和热力学温标我们这里重点介绍热力学温标,因为它非常特殊。

温标的建立尽管给我们的生活带来了很大的方便,但对于科学而言,温标其实是有一定问题的主要是由于温标的构成需要三要素,分别是固定点,内插方程以及测温物质但是你不可能保证每一个温度计中的测温物质都是一样的比如说在这个温度计的水银和另外一个温度计中的水银,肯定是存在一点细微差别的。

不要小看这一点细微的差别,这会导致温度的测量也产生一定区别尽管这对于我们日常生活不会产生任何影响,但在科学上总是要追求精益求精的

由此就有了热力学温标的诞生,这是一种建立在物理学第二定律基础上的理想温标因为它不需要依赖测温物质及其物理性质,所以自然也就不存在上述的问题了热力学温标的单位是开尔文,用字母k来表示根据它的定义,我们将摄氏温度减去273.15所得到的值就是热力学温度。

比如0℃所对应的热力学温度就是-273.15k而我们经常可以在大量的科普文章中,看到的绝对零度就是0k在我们了解了温度的本质以后,自然就不难理解为什么绝对零度几乎不可能达到了因为0k意味着物体内的粒子运动完全静止,而这是违背宇宙规律的。

如果我们人类某一天真的能达到绝对零度,那我们的科技水平和神没有区别,甚至可以说我们就是神!当然,我们的征途是星辰大海,我想没有什么是不可能的。


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