为什么存在绝对零度(为什么绝对零度无法达到)

可以无限接近,但达不到绝对零度。这是热力学第三定律的体现。热力学第三定律(the third law of thermodynamics)是对熵的论述,一般当封闭系统达到稳定平衡时,熵应该为最大值,在任何自发过程中,熵总是增加,在绝热可逆过程中,熵增等于零。 在绝对零度,任何完美晶体的熵为零;称为热力学第三定律。

为什么存在绝对零度(为什么绝对零度无法达到)(1)

在现实环境下,熵增是必然的。任何分子,微粒都是在运动。而温度就是分子运动程度的表现数据。所以绝对零度无法达到。

也可以这样说。绝对零度是根据理想气体所遵循的规律,用外推的方法得到的。用这样的方法,当温度降低到-273.15℃时,气体的体积将减小到零。如果从分子运动论的观点出发,理想气体分子的平均平动动能由温度T确定,那么也可以把绝对零度说成是“理想气体分子停止运动时的温度”。以上两种说法都只是一种理想的推理。

为什么存在绝对零度(为什么绝对零度无法达到)(2)

事实上一切实际气体在温度接近-273.15℃时,将表现出明显的量子特性,这时气体早已变成液态或固态。总之,气体分子的运动已不再遵循经典物理的热力学统计规律。通过大量实验以及经过量子力学修正后的理论导出,在接近绝对零度的地方,分子的动能趋于一个固定值,这个极值被叫做零点能量。这说明绝对零度时,分子的能量并不为零,而是具有一个很小的数值。原因是,全部粒子都处于能量可能有的最低的状态,也就是全部粒子都处于基态。但只能无限接近绝对零度,还达不到绝对零度。至少目前的实验,是这样的。

为什么存在绝对零度(为什么绝对零度无法达到)(3)

而且宇宙是一个开放的运动的环境。熵增是必须的。所以一个开放的系统,永远不会出现熵寂。所以你想在这样的环境下,达到绝对零度,更是难上加难。就好像你说,我要让我身体里没有水分。而你本身此刻处于海洋中,你怎么做到这点呢。

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