»  物理  2009-10-19 低溫有絕對溫度,高溫呢?

溫度最高可達好幾萬℃,請問最低問度是零下幾度?又有沒有最高溫度限制?
雖然嚴寒的冬天難受,但炎熱的夏天也令人吃不消。宇宙間,最低溫度是以零下273度(正確的說是273.15度)為限度。此溫度叫做絕對零度。既然冷的一邊有限度,那麼熱的一邊怎樣?在我們日常生活中,許多事情都具備有對稱的性質諸如右邊與左邊、推與拉、延伸與縮小,自然界有許多成對的彼此相反的現象。那麼冷與熱是不是也是對稱,我們的結論是冷的限度是零下273度,但是熱的一邊沒有限度因此冷與熱是不對稱的。
  

在問為什麼之前,必須先弄清楚溫度是什麼?若把物質視為分子或原子的集合體時,溫度是指分子或原子 (在氣體或液體主要為分子,在固體則為原子) 的運動能。夏天熱的日子,空氣分子(更正確的說是氮分子或氧分于)比冬天寒冷的空氣分子跑得快。熱燙的固體,原子雖然排列很規則,但以排列時的位置為中心激烈的振動。當激烈振動的許多分子或原子接觸人的皮膚時,因為分子不斷的打擊我們的皮膚,所以我們會覺得熱。
 

分子(或原子)的運動能是與其速度的平方成正比。分子若跑得快即熱,跑的慢即冷。最慢的速度當然在靜止不動情況,這就是絕對零度,亦即是攝氏零下273.15度。尋求比零下273.15度更冷的溫度,等於要求比靜止還慢的狀態,這完全無意義。
相反的,分子或原子可以跑得無限快。即是,熱的一邊沒有限度。其實把冰點訂為攝氏零度只是人類為了方便而訂定的(我們也可以把冰點訂為其他溫度,譬如攝氏2萬度),以此考量,冰點只是中途的溫度而已。長度的定義很明確是從零開始,可以無限延伸;溫度是否也可以從絕對零度開始,高溫的一邊有沒有限度。若舉熱的一邊作例子:則酒精的火焰為1700度,氫的火焰為1900度,太陽的表面為6千度,中心為1400萬度。又根據愛因斯坦的相對論,所有物質跑得最快的是光子,光子一秒鐘可跑地球7圈半,但速度也是有限的,既然物質速度也有限制,因此熱的一邊是否是無限的,有賴物理學家的解釋。
 

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