常常有人提出这样的问题:高温能达到几万、几十万度,而低温最低才-273.15度,为什么?
时空通讯看到过不少这样的问题,都有点为低温打抱不平,认为这个温度划分的太不平等了,低温到零下两百多度就没有了,而高温可达多少亿度(不是仅仅达到几十万度),这样就出现上头老长,底下很短的不协调。
我们人类了解的高温到底有多高呢?
按照现在的各种温度度标来衡量,高温上限是普朗克温度,比几十万度高出若干数量级,最高温度限制为1.416833(85)*10^32 K,就是1后面跟着32位数或零,也就是亿亿亿亿度。这个温度只是在宇宙大爆炸那一刻出现过。
人类现在在实验室里(大型强子对撞机里)制造出的最高温度达到5万亿度,热核聚变所需温度达到1亿度。
热力学温标开尔文0K是绝对零度的表示,转换成摄氏度就是-273.15度。在此温度下,物体分子没有动能和势能,动势能为0,故此时物体内能为0,温度到这里就低不下去了,所以科学界把绝对零度定为世界最低温度。
我们想想,把这个世界上存在的最高温度和最低温度中间划一个杠,作为零度的话,即使只以1亿度为最高,这个零度也在5000万度的地方。那么除了几个研究高温的科学家,我们绝大多数的人和绝大多数的时间就会在零下4900万度以下的范围中活动,这样高温低温看起来倒是平均了,但这样方便吗?有意思吗?
何况最高温度还远远不止1亿度,人造温度最高已经达到了5万亿度,中子星的中心温度达到上百亿度,如果还要从中间来划道杠的话,那就更没法子使用了。
所以现在的温标这样确定,温度低的少,温度高的很多,完全是人类长期以来实践活动得来的,是为了工作和生活方便的需要。我们地球的气温绝大多数地区都是在零下几度到30度之间,少数达到零下几十度寒冷和40度以上高温的地方,在生活中也常常在最高一两百度的范围活动。所以这个温标表示是最符合实际情况的。
现在世界上最常用的只有摄氏、华氏、开尔文三种了。摄氏度(符号为°C)、华氏度(符号为℉)一般用在日常生活中,开尔文(符号为K)则是热力学温标,被定为国际温标,各种温表都要以这个温度为准。
现在日常生活常用的摄氏度和华氏度与开氏度的比值是,0K等于摄氏度-273.15或华氏度-459.67度度,273.15K等于摄氏度0度或华氏度32度,373.15K等于摄氏度100度或华氏度212度。
迄今为止人类对高温的探知还在普朗克温度内不断提升,没有到头,而低温也是在绝对零度范围内不断的向无限接近努力。科学家在地球上创造了极端的高温,也创造出0.5纳K的最低温度,即20亿分之一K。这时,物质呈现出玻色-爱因斯坦凝聚态,光也会变成超流体,从而又证实了爱因斯坦一个预言。
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