冬季北方地区可以达到很低气温,让人连伸出五指似乎都感到艰难。那么,是否存在最低的气候温度呢?最低又能达到多少度呢?
现代科技的发展使人们对温度的把控更加精准,而人类也正在探索更高温度和更低温度两个方向。因此便引申出一个问题:温度有没有极限?
研究表明,在高温领域,目前尚未发现上限。但在低温领域却早已探索出答案,存在绝对零度下限。即当温度达到-273.15℃时,分子运动(或热量)为零。这一温度被称为绝对零度,从理论上说,它是低温的极限。如同光速一样,绝对零度可以无限接近,但不可能完全达到。
在物理学中为了研究方便,引进了开氏温度,把绝对零度“-273. 15℃”定为开氏温度的起点。现在人们虽然可以轻易获得几百万度的高温,但是却无法将最低温度降到绝对零度。科学家也在不断实验,试图达到绝对零度,此过程中发现了一些奇妙的现象。如氦本是气体,但在-268.9℃时却变成了液体,当温度继续下降时,原本装在瓶子里的液体却可以轻而易举地从只有0.01毫米的缝隙中溢到瓶外去,继而出现了喷泉现象,液体的黏滞性也消失了。
最让人好奇的是,为什么人们无法得到“-273.15℃”的温度呢?
这是因为,低温的获得与气体的液化分不开。气体的液化就是使分子热运动减缓。气体液化的方法是:先将另一种气体液化(如我们使用的液化石油气),让它在低温环境下蒸发而使其温度降低,再用这种低温物质使需要液化的低温气体冷却。这样,使气体一种接一种地液化连续下去,就可以不断地得到更低的温度。如此看来,低温好像是可以无限地降低下去。但科学家们的研究表明:物体的温度与物体内部原子、分子等的运动速度直接相关。原子、分子运动速度越高、越激烈,物体的温度就越高;反之,如果它们的运动速度越低,那么物体的温度也就越低。看上去似乎只要分子运动不断减小,温度就可以持续降低。但重点是,如果达到绝对零度“-273.16℃”,那分子就不会再运动了,此时它们的速度为零,处于静止状态。而分子都是在不停地运动着的,要让物体内部的原子、分子停下来达到完全静止是不可能的,目前人类利用了各种复杂的技术手段,但也只能无限逼近,却永远不能真正达到绝对零度,所以说要达到“-273.16℃”是不可能事件
人类对于未知事件总是充满了好奇和无尽的探索,也许在未来的某一天,人们真的能够探索到绝对零度,甚至更低的温度也未可知。
本文由山东省威海市凤林学校二级教师刘欢进行科学性把关。
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