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為什麼溫度沒有上限,卻有一個絕對零度?這裡告訴你原因

提到「溫度」這個概念,很多人在生活中感受非常的明顯, 幾乎我們日常生活大部分時間都與「溫度」有著聯繫,春夏秋冬、白天黑夜都能夠感受到溫度的變化,不過對於「溫度」這個概念很多人對它的理解非常的表面化,以為溫度就是冷熱,溫度變冷了就穿衣服,氣溫上升了就去游泳。此外在生活中,還有很多人比較容易混淆的有關「溫度」的常識,比如給水加熱以為是火把「溫度」給了水,認為地球上的「溫度」也是是太陽送過來的,其實這些都是錯誤的,要知道其中的原因,我們就需要了解溫度的本質是什麼。

很多人認為太陽把「溫度」傳遞給地球,其實是太陽的「能量」讓地球分子運動加劇從而溫度升高

從物理學角度來看,所謂的「溫度」其實是分子平均動能的度量方式,也就是說我們日常生活中接觸到的「溫度」其實是由分子的運動產生的,溫度的升高與降低與分子的運動快慢有直接的關係,如果說分子的運動速度快,溫度就高,分子運動速度慢,那麼溫度就會下降,如果分子運動非常的激烈,那麼溫度會急劇升高,在某特定值時候還會產生燃燒,也就是燃點。在我們日常生活中,遇到最典型的例子就是燒開水,火其實並沒有把「溫度」傳遞給水,而是通過熱輻射讓水的分子運動起來,也就是說火是把「能量」傳遞給水,而不是把「溫度」傳遞給水。

很多人也認為火把「溫度」傳遞給水,其實是火把「能量」傳遞給水,讓水分子加速從而溫度升高

目前科學家根據宇宙的年齡計算出溫度的最低溫度是-273.15℃,也就是絕對零度,但是科學家卻無法計算出最高溫度,為什麼會溫度沒有上限,卻又一個絕對零度呢?如果單單從溫度的宏觀角度去分析這個問題是沒有答案的,但是如果從溫度的本質來考慮這個問題,那麼其實很容易理解。從溫度的本質來看,由於溫度的是分子的一種運動,所以物質的溫度取決了分子的運動的大小,運動速度越大溫度越高,反之溫度越低,也就是說溫度與分子的運動速度有著密不可分的聯繫。

這裡叫做「回力棒星雲」,溫度為零下272攝氏度,被認為是宇宙最寒冷的地方

既然分子的運動速度決定了溫度,當分子的速度最低值為零,也就是分子的速度完全停止運動的時候,當分子速度為零的時候,溫度就達到-273.15℃這個極限,也就是絕對零度,所以物質的溫度有下限,不過分子的運動不可能停止的,所以物質的溫度只能無限接近絕對零度,而不能達到絕對零度。分子的速度靜止的時候就是零,因為分子是速度是沒有負數的,那麼到底分子的速度到底有沒有上限呢?就我個人的看法來看,理論上分子的速度是可以無限增大的,既然分子的速度可以無限增大,那麼溫度也可以無限增高,所以溫度也就沒有上限。

當分子運動速度為零的時候,就是溫度的下限值,但是分子的速度有沒有上限卻還不確定,所以溫度沒有上限

不過也有人認為宇宙中溫度有上限,也就是存在一個最高的溫度,那就是著名的普朗克溫度,這部分人認為普朗克溫度是宇宙溫度的上限,也就是1.4×10^32 K,相當於1.4億億億億攝氏度就是宇宙的最高溫度,這個猜測是根據愛因斯坦狹義相對論裡面物質的速度無法達到光速而計算出來的,當分子的速度無限接近光速的時候,分子的質量就會變得無窮大,分子就無法繼續加速,所以溫度就不會繼續增加,所以溫度最高溫度只能無限接近普朗克溫度,而無法達到普朗克溫度。但是持反對意見的科學家指出。光速並不是宇宙的最快速度,宇宙的膨脹速度和量子糾纏的速度都要遠遠大於光速,所以光速並非速度的上限值,既然不是上限值,普朗克溫度也就不是宇宙中最高的溫度了。

普朗克溫度被認為是宇宙最高溫度,也就是1.4億億億億攝氏度。

到底存不在溫度的上限,這是目前還未解開的一個宇宙奧秘,畢竟人類還確定有沒有比光速更快的速度,如果說光速是宇宙中最快的速度,那麼普朗克溫度是正確的,溫度就有上限,但是光速不是宇宙中最快的速度,那麼溫度有沒有上限這個答案還會繼續待定,在沒有確定光速是宇宙中最快的速度之前,我們依然會認為溫度是沒有上限。人類對於宇宙來說實在太渺小了,很多東西都無法給出答案和做出決定,人類探索宇宙之路依然漫長而且艱辛,期望未來更高級的人類文明能夠揭開這些謎底。

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