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人工最高温度已达10万亿度,为何达不到

地球外表存在很多的液态水,由于有着适宜的温度,其主要热源来自于1.5亿公里外的太阳。之所以太阳在那么远的当地还能加热地球,是由于太阳自身十分热。太阳的外表均匀温度为5500摄氏度,而作为热量来历的中心区域,那里的温度更是到达了1600万度。

不过,太阳中心的温度不算什么,人类能够制作出比这高得多的温度。氘和氚原子核相互奇形怪状,能够发生核聚变,构成氦和中子,由此能够发生高达2亿度的温度,这便是现在还在研制之中的可控核聚变。

2亿度的温度现已十分高了,但人工温度还能更高。在粒子加快器中,粒子被加快到亚光速,它们获得了巨大的动能,一旦它们之间发生高速奇形怪状,就会发生极高的温度。

现在,人工最高温度的纪录是由大型强子对撞机创下的,氢原子核和铅原子核的高速奇形怪状制作出了10万亿度的超高温。在这种高能奇形怪状中,质子和中子裂解开来,发生了十分特别的夸克汤,每立方厘米重达400亿吨。

已知熔点最高的资料不到5000度,人工温度能够到达上亿度,之所以容器能够接受住这种高温,是由于高温物体并没有直接与容器触摸,而是被磁场或许激光束缚在空中。别的,高温不一定意味着高热量。

尽管人工温度能够到达令人张口结舌的10万亿度,但人工的最低温度却连零下273.15度都达不到,这是为什么呢?

事实上,这个问题涉及到温度的实质。之所以咱们能够感觉到物体有温度,是由于构成物体的微观粒子在做热运动。微观粒子的均匀动能越高,表现在微观物体上的温度也就会越高。

依据狭义相对论的动能公式:

即使粒子的质量十分小,但只需不为0,当它们的速度挨近光速时,上式分母会挨近于0,所以动能能够变得十分大,这样温度就能到达极高的程度。

反过来,粒子的动能越小,物体的温度也就越低。明显,动能的下限为0,也便是粒子的速度降为0,热运动彻底停止下来。此刻,物体的温度将会到达最小值。在热力学中,最低温度被界说为0开氏度,即肯定零度。

但是,肯定零度仅仅理论上的最低温度,实际中绝无或许到达,由于这受到了量子力学和相对论的约束。量子力学不允许速度为0的粒子,不然就能一起测出粒子的速度和方位,然后违反不确定性原理。别的,相对论否定肯定静寂参照系的存在,所以粒子必定有某种运动,静寂仅仅相对的。

肯定零度被界说为0开氏度,这是多少摄氏度呢?

尽管肯定零度无法直接测出来,但依据查理定律——理想气体的压强与温度之比是一个稳定常数,能够结合试验数据推导出肯定零度为-273.15 ℃。

经过绝热退磁方法,科学家把一块金属铑降温至-273.1499999999 ℃,比肯定零度高了100亿分之一度,这是现在最低的人工温度。不管科学家在试验室中怎样测验,都没有方法让物体冷却到肯定零度。

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