绝对温标
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【绝对温标】(akdute temperature scale)即开氏温或标热力学温标,用符号K表示。是建立在卡诺循环基础上的热力学温标。规定摄氏零度以下273.15℃为零点,称为绝对零点。其分度法与摄氏温标相同(即绝对温标上相差1K时,摄氏温标上也相差1℃);所不同的只是绝对温标上水的冰点定为273.15K,沸点定为373.15K。目前中国已规定采用这种热力学温标。
绝对温标建立在卡诺循环基础上的理想而科学的温标。1927年第七届国际计量大会采用为基本的温标。同时,考虑到便于复现和实用,又决定采用一种与热力学温标极其接近的实用温标,定名为国际实用温标。现在,在各国工业生产和科学实验中采用的都是国际实用温标,而在各国的计量科学研究中对温标的不断探索工作仍然是集中在热力学温标的领域内。因此,国际实用温标经常要根据热力学温标的新成果加以修正和完善,至今已有1927年国际实用温标、1948年国际实用温标、1968年国际实用温标等。
绝对零度表示那样一种温度,在此温度下,构成物质的所有分子和原子均停止运动。所谓运动,系指所有空间、机械、分子以及振动等运动.还包括某些形式的电子运动,然而它并不包括量子力学概念中的“零点运动”。除非瓦解运动粒子的集聚系统,否则就不能停止这种运动。从这一定义的性质来看,绝对零度是不可能在任何实验中达到的,但目前科学家已经在实验室中达到距离绝对零度仅百万分之一摄氏度的低温。所有这些在物质内部发生的分子和原子运动统称为“热运动”,这些运动是肉眼看不见的,但是我们会看到,它们决定了物质的大部分与温度有关的性质。 正如一条直线仅由两点连成的一样,一种温标是由两个固定的且可重复的温度来定义的。
1848年,英国科学家威廉·汤姆逊·开尔文勋爵(1824~1907)建立了一种新的温度标度,称为绝对温标,它的量度单位称为开尔文(K)。这种标度的分度距离同摄氏温标的分度距离相同。它的零度即可能的最低温度,相当于摄氏零下273度(精确数为-273.15℃),称为绝对零度。因此,要算出绝对温度只需在摄氏温度上再加273即可。那时,人们认为温度永远不会接近于0K,但今天,科学家却已经非常接近这一极限了。 物体的温度实际上就是原子在物体内部的运动。当我们感到一个物体比较热的时候,就意味着它的原子在快速运动:当我们感到一个物体比较冷的时候,则意味着其内部的原子运动速度较慢。我们的身体是通过热或冷来感觉这种运动的,而物理学家则是绝对温标或称开尔文温标来测量温度的。 按照这种温标测量温度,绝对温度零度(0K)相当于摄氏零下273.15度(-273.15℃)被称为“绝对零度”,是自然界中可能的最低温度。在绝对零度下,原子的运动完全停止了,并且从理论上讲,气体的体积应当是零。由此,人们就会明白为什么温度不可能降到这个标度之下,为什么事实上甚至也不可能达到这个标度,而只能接近它。 自然界最冷的地方不是冬季的南极,而是在布莫让星云。那里的温度为零下272摄氏度,是目前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高1度多(零下273.15摄氏度)。
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