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绝对零度是什么概念?布莫让星云的温度为什么那么低?

来源:中国科商网  

1、绝对零度(absolutezero),是热力学的最低温度,但只是理论上的下限值。热力学温标的单位是开尔文(K),绝对零度就是开尔文温度标(简称开氏温度标,记为K)定义的零点。0K约等于摄氏温标零下273.15摄氏度,也就是0开氏度,在此温度下,物体分子没有动能和势能,动势能为0,故此时物体内能为0。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,粒子动能越大,物质温度就越高。

2、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,绝对零度是不可能达到的最低温度,自然界的温度只能无限逼近。如果到达,那么一切事物都将达到运动的最低形式。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。在绝对零度下,原子和分子拥有量子理论允许的最小能量。

低温原因

自宇宙大爆炸以后的100多亿年时间里,太空已经成为高寒环境,平均温度为零下270.3℃,布莫让星云的温度为零下272℃,是所知自然界中最寒冷的地方,成为“宇宙冰盒子”。事实上,布莫让星云的温度仅比绝对零度(零下273.15℃)高1度多。绝对零度是自然界中温度的下限,根据经典物理学,一旦达到这一临界状态,原子将停止运动。热力学第三定律指出,绝对零度是不可能达到的,而且,越接近绝对零度,降温的难度也越大。那么,布莫让为何如此寒冷?我们知道,当一个密封罐子中的液体被迫喷出时,罐子中的温度就会急剧降低。布莫让星云是一气体和尘埃组成的云团,是从一颗正在死亡的恒星中以大于150千米/秒的速度喷溅出来的,这正是导致布莫让星云急剧变冷的原因。专家推测,该星云变冷的原因和家用冰箱工作原理相似,即由于气体快速膨胀的结果。布莫让星云急速膨胀需要能量,而周围没有任何热源,只能消耗内能,所以内部温度不断下降,最终达到接近绝对零度的状态。

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