為什麼溫度有最低而沒有最高?

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理論上,存在一個最低的溫度,那就是絕對零度,其大小約為零下273.15攝氏度(0 K)。另一方面,理論上也存在一個最高的溫度,那就是普朗克溫度,其大小約為1.4×10^32 K,相當於1.4億億億億開爾文。按照現有的理論,這是物體所能達到的溫度上限,沒有比這更高的溫度。如果溫度大於等於普朗克溫度,目前的物理理論全部失效,所以談論這樣的溫度是無意義的。

本質上,組成物體的粒子在做永不停歇的熱運動產生了物體的溫度,所以溫度就是表示這種熱運動的劇烈程度。如果粒子的動能越小,則溫度也越低,反之亦然。因此,當粒子完全停止運動時,溫度達到最低,也就是絕對零度。但粒子動能不可能為零,所以物體無法達到最低溫度。另一方面,如果粒子的動能無限增大,物體的溫度豈不是可以無限升高?

然而,這也是不可能的,因為狹義相對論禁止粒子的運動速度達到光速(c)。粒子的質量並不是一成不變的,而是會隨著運動速度(v)的升高而增大,粒子的運動質量m和靜止質量m0滿足以下關係:

因此,當粒子的速度逐漸接近光速時,它的質量逐漸變得無窮大,粒子無法進一步加速,所以物體的溫度也不會再繼續升高,普朗克溫度就是物體溫度的上限。物體的溫度只能無限接近普朗克溫度,而無法達到這個溫度。當然這個結果是基於我們現有的理論,如果我們能把引力成功量子化得到量子引力理論,也許就能夠描述在普朗克溫度以及更高溫度下的粒子行為。


火星一號

科學疑惑篇@溫度最高和最低從何而來?

其實溫度的最高和最低都只能從理論中得來!理論上存在最低溫和最高溫!

在討論溫度高低之前,必須得先明確一點,那就是溫度的概念和測量都是基於表面粒子運動的劇烈程度來界定的!在理論上,最低溫度指的是表面的粒子完全停止運動時,溫度就達到了最低溫!也就是我們似曾相識,出現在高中物理課本的零下273.16攝氏度!

那麼既然在理論上可以得出最低溫,那麼理論上也應該可以得出最高溫才是,確實是可以的!那就是物理學中講得普朗克溫度!(下面有詳細講解)

所以可以看的出來溫度的絕對值都是從理論上得出,而不是真實存在的溫度,當今的許多物理理論都是基於這樣的一些理論得出來的!



科學解疑篇@可以得出最低溫,那麼可以得出最高溫嗎?

最低溫度我們已經在上面解釋過了,那是由於表面的粒子停止運動而得出的理論溫度!那麼最高溫呢?普朗克溫度怎麼解釋?

在本質上,組成物體的粒子在做著永不停歇的熱運動,從而產生了溫度!所以簡單地說就是粒子的動能越大,溫度就越高!那麼是不是就可以無限的升高溫度呢?其實也不是!

普朗克定律如下圖所示:



我們可以看出,引出一點,由於狹義相對論的說法:粒子的運動禁止達到光速!所以粒子的質量也就會改變,而且隨著速度大而增大!當粒子速度無限接近於光速時,其質量也就逐漸無限的變大了!然而粒子卻無法進一步加速了,所以換句話說也就是溫度不會再升高了!



大家可以自行去算一算哈,根據普朗克溫度關係,看看最高溫度是多少!就算是算出來了,實際也無法測量哈!所以離開了理論,似乎很多東西都變得沒有意義了!



科學科普篇@關於溫度的知識:

  • 溫度是表示物體冷熱程度的物理量!
  • 零下273.16的溫度,又被稱為是絕對溫度!單位是開爾文溫度!
  • 華氏度和攝氏度都是用來計量溫度的單位,現今許多國家都使用攝氏度作為溫度的單位!




科學無處不在

普朗克溫度

普朗克溫度,以德國物理學家馬克斯·普朗克命名,是溫度的單位,簡記為{\\displaystyle T_{P}}。它是自然單位系統中普朗克單位,並且是代表著量子力學中的一個基礎極限的普朗克單位。普朗克溫度是溫度的基礎上限;現代科學認為推測任何東西比這更熱是毫無意義的。據現時的物理宇宙學,這是宇宙大爆炸第一個瞬間的溫度(第一個單位普朗克時間)。

{\\displaystyle T_{P}={\\frac {m_{P}c^{2}}{k}}={\\sqrt {\\frac {\\hbar c^{5}}{Gk^{2}}}}=} 1.416833(85) × 1032 K

其中:

mP為普朗克質量

c為真空中光速

{\\displaystyle \\hbar }為約化普朗克常數(又稱狄拉克常數)

k為玻爾茲曼常數

G為萬有引力常數

括號內的兩位數為最後兩位不確定性(標準差)。


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我覺得這個問題很好理解,關鍵是題主到底知不知道溫度是個啥東西。

溫度是表示物體冷熱程度的物理量,微觀上來講是物體分子熱運動的劇烈程度,注意:劇烈程度不代表速度,題主可以理解為分子運動的範圍。當然分子之所以不停運動是因為物體存在熱能(注意區分熱能和熱量)物體所含的熱能是其分子熱運動產生的原因。

物理書上解釋的很清楚,溫度是表示物體分子熱運動劇烈程度的物理量。但是它的本質是物體熱能的含量。現在問題來了,分子熱運動劇烈程度有沒有上限?你告訴我怎麼可能有上限?它跑著跑著把自己跑炸了?確實有可能爆炸的,比如原子彈爆炸(100000000℃)比如氫彈爆炸(100000000000℃)更誇張的比如超新星爆炸(沒人知道,估計超過10億兆℃)你告訴我上限在哪裡?我知道你要說宇宙大爆炸了。但如果宇宙大爆炸是真的,也只證明那是有史以來最強烈的爆炸。你怎麼知道沒有比它還強烈的爆炸?

至於溫度有沒有最低點,明白“溫度是個啥東西”之後我覺得小學生都能明白過來。

第一,從溫度定義來說,溫度是表示分子熱運動劇烈程度的物理量。分子只要跑的動靜越大溫度越高,分子跑的動靜越小溫度就越低。如果分子不動彈了,它就是絕對零度0K。難不成你還想讓分子倒著跑?倒著跑也按正著跑算的大哥!

第二,從溫度產生的原因:物體所含熱能的角度分析。同一個物體含熱能多,它溫度就高。同一個物體含熱能低,它溫度就低。這個物體沒有熱能,它就是絕對零度0K。你要是告訴我有個物體的溫度比0K還低,也就是這個物體裡的熱能比沒有還沒有,“比?沒?有?還?沒?有?”你要敢當我面這麼說我絕對會錘你。我發誓。


跳梁zk

不可能存在最高溫度的原因在於以下兩個:

一,溫度的定義是大體上粒子集合的群體的平均運動速度,既然是粒子的速度,則受制於光速的限制,只能無限趨近而無法達到。

(按照這個回答方式,恨諷刺的:——世界上存在最高溫度,因為可以實測其數據,而恰恰相反,這個世界不存在最低溫度,因為只能在實驗室無限趨近!)

二,宇宙之大,實際上我們在不斷的發現溫度的最值,尤以宇宙空間天文學星體的觀測結果的顯示,足以證明我們理論的侷限性。現實世界一直必然性地不停的展示著我們無能和無奈。如果是為原因,則問題的答案在於:

“沒有最高,只有更高!”


郭城3點14壹伍玖

任何事情都有其限度,溫度當然也不會例外。如果站在宇宙的高度,溫度有極限,最高溫度和最低溫度。最高是最大量物質運動碰撞消散的溫度,最低是沒有物質存在的溫度。注意,這裡所指的物質無論宏觀還是微觀,遠非人類接觸的層面,故而現在的絕對溫度也只是針對人類的認識水平而言,並不是真正的最低溫度。對此的論述都在《隨波逐源》這本書裡,當今技術發達可是仍有侷限,還不太高,我們可以從哲學高度,跳出人類視野高看一眼。書由社會科學文獻出版社出版,噹噹淘寶京東上都有。


隨波逐源

這就錯了,溫度沒有最低也沒有最高,最高我認為是所有密度最大的粒子以光速運動的時候,這個達不到,不過可能在黑洞裡有,但是誰知道呢,最低溫度也達不到,因為0k這個溫度無論如何是達不到的,哪怕科技再進步一百年。


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溫度是一種宏觀的、統計學的概念 \n是對組成物體的分子的無規則運動程度的度量 \n溫度越低,表示分子無規則運動程度越低 \n如果到達了溫度下限——絕對零度(實際不能達到) \n分子就不作熱運動了 \n而上限則沒有\n\n實際上我認為絕對零度這個說法本身有點問題 \n絕對零度時分子無熱運動 \n等於在說此時分子是絕對靜止的 \n但運動一定是相對的,從來沒有絕對的運動與靜止 \n這本來就是一個從邏輯上就不能達到的定義


GS碧海藍天TS

雖然我不懂,也不會看什麼N次方乘以多少等於多少度,但我覺得當然有絕對零度,可能在宇宙某角落空無一物,所以有絕對零度,好像-273點幾。最高溫度是有的,就是宇宙大爆炸最初幾秒,沒有任何東西比它溫度高,所以溫度無論高低都有界限


MXHM176SZLOVE

首先要知道什麼是溫度。溫度是物質運動的表現,物質運動越激烈,溫度越高。最低溫度是物理學認為在此溫度下,物質沒有運動了。而物理學認為沒有運動就沒有物質,有物質必有運動。因此,溫度有一個最低極限0K。


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