摄氏度开尔文(76华氏度相当于多少摄氏度)

最近北方天气一天比一天冷。一般12月份气温在零下5℃到10℃左右,而南方部分地区虽然气温相对较高,但也开始缓慢下降。一般应该是零上5℃到10℃左右。温度的变化也

最近北方天气一天比一天冷。一般12月份气温在零下5℃到10℃左右,而南方部分地区虽然气温相对较高,但也开始缓慢下降。一般应该是零上5℃到10℃左右。

温度的变化也是衣服厚度的变化,温度也是生活中一个重要的穿衣参数。地球上所有生物对温度都有适应机制,温度过高或过低都会对生物本身产生一定的影响。

摄氏度开尔文(76华氏度相当于多少摄氏度)插图

目前,人类正面临着全球变暖导致的气温上升。预计到2100年,全球平均气温将上升约1.4~5.8摄氏度!气温的升降对整个世界来说都是不好的现象。

回过头,我们再来讨论温度这个概念。

我们都知道温度是一个表示物体冷热程度的物理量,我们对温度的理解也是冷与热两个概念。它在生物体中也起着重要的作用。

摄氏度开尔文(76华氏度相当于多少摄氏度)插图(1)

包括人类在内的生物有机体对温度很敏感。地球上几乎所有的生物都生活在零下几摄氏度到50摄氏度之间。

当环境温度低于某一临界值时,会导致生物代谢紊乱,蛋白质合成受阻和脱水。

高温会破坏酶的活性,夏天食欲不振是因为胃蛋白酶活性低,导致消化缓慢。同时还会引起缺氧、神经系统麻痹等症状。

摄氏度开尔文(76华氏度相当于多少摄氏度)插图(2)

人的正常体温是37度左右,感冒发高烧时,体温会上升到40摄氏度。哪怕相差三度,也足以对身体造成不好的伤害,可见人类是多么脆弱。

除了温度对生物体的影响,在其他方面也是不可忽略的因素之一。

比如物理和化学也有特殊的意义。在物理学中,温度是粒子运动的直接体现,而在化学中,不同温度的物体有不同的状态。

1.温度可以影响化学反应的速率。2.温度可以使物体产生热胀冷缩现象。3.温度充当了热力学重要的参数。4不同的温度能影响声速,空气密度的大小。

温度计的原理是热胀冷缩。当温度升高时,温度计中的物质会膨胀,其体积会增大。当温度下降时,体积会再次减小。

摄氏度开尔文(76华氏度相当于多少摄氏度)插图(3)

宏观上来讲,温度表达的是物体的冷热程度,这也是人们对温度的最直观的表达。

但对于人来说,冷热是相对的,用冷热程度来形容显然是不合理的。

假设有三杯水,温度分别是0℃,20℃,40℃。左手放在0℃的水中,右手放在40℃的水中,1分钟后,同时放在20℃的水中。这时你会发现,左手给你的感觉是这杯水“热”,而右手给你的感觉是这杯水“冷”。

摄氏度开尔文(76华氏度相当于多少摄氏度)插图(4)

显然,仅仅通过冷热关系是无法准确描述温度的。

于是科学家不得不找出,不受外界影响的单位来客观的描述温度这个物理量。

摄氏一度的出现是在1742年由瑞典天文学家安德斯·索尔斯提出的,并经过几次改进。最后,在一个标准大气压下,纯冰水混合物的温度定义为0℃,水的沸点定义为100℃。并将中间的温差平均分成100份,每份1摄氏度。

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开尔文勋爵开尔文勋爵

1848年,开尔文勋爵发表了一篇题为《论绝对温标》的文章,他在文章中提到了“绝对冷”的概念,作为温标的零点(0K),即绝对零度,并以摄氏度作为单位增量。绝对零度等于摄氏零下273度。

1954年,第十届全国计量大会(CGPM)将这一数值定为-273.15摄氏度,这是宇宙温度的下限。

可能有人会问,为什么温度有下限?不能再冷一点吗?

这时候,我们再来了解一下温度的本质是什么?

刚刚提到,温度是一个物理量,表示物体的冷热程度。现在从微观的角度来看,温度是由一个物体的分子热运动产生的。分子的热运动越剧烈,物体的温度越高。是物体分子间平均动能的表示(注意是平均动能,不是单个分子或多个分子,因为单个分子没有温度)

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接着我们大胆猜测一下,当物体分子停止热运动会发生什么?

没错,当物体的温度达到绝对零度时,

在这个温度下,粒子的动能和势能都减小到零,内能也为零,所以与外界没有能量转换,所有的电子包括电子都停止运动。

显然,这个假设并不能实现,绝对零度只能无限接近,而无法达到。

学过物理的人都应该知道,粒子是不断随机运动的,也就是说粒子永远不会停止运动,也就是说绝对零度只是一个理想值,现实中是达不到的。

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还记得量子力学中的不确定性吗?也就是说,一个质点的位置和动量不能同时确定。如果粒子停止运动,那么它的位置和速度将是某个值,从而推翻量子力学!

目前,科学家已经进行了多次实验,一次次接近绝对零度,达到的温度和绝对零度相差很小。众所周知的方法如下:

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激光冷却方法

这个方法最早是由斯坦福大学的T.W .汉森等人提出的。原理是利用多束激光使气体分子减速,从而降低分子的平均动能。

当原子的量子态凝聚成单个量子态时,就会出现玻色-爱因斯坦凝聚。这个实验需要的低温是1.7× 10-7 K,1995年Eric Cornell和Carl Weiman首次获得玻色-爱因斯坦凝聚。也就是说,他们成功创造了1.7× 10-7 K的低温环境。

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最新的实验表明,人类创造的最低温度已经达到了零下20度。36866.88868688661

说完了温度的下限,我们再来看看,温度的上限。

可能在大家的印象中,几千摄氏度就是高温,比如太阳表面温度在5770k K以上,这是什么概念?到目前为止,还没有任何物质能够承受这样的温度。

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中国第一颗原子弹爆炸中心温度达到5000万摄氏度。先说氢弹的温度。据研究,氢弹可能超过1亿摄氏度!再高一点,人类用大型强子对撞机让粒子相互碰撞,产生5.5万亿摄氏度的高温。

上述温度在我们看来可能算是高温中的高温了,但现在我们来说说宇宙中的最高温度。

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接下来的数据可能超乎你想象。

根据BIGBANG的假设,138亿年前,宇宙从一个奇点爆发,然后产生了宇宙中最高的温度,大约是1.417× 10开尔文,也就是1.4亿开尔文。这样高的温度只存在一个普朗克时间(5.39×10⁻⁴⁴s).)之后宇宙就不能再产生这个温度了,于是普朗克温度就成了温度的上限。

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最后我们来总结一下

讨论完温度,我们会发现温度是一个可以深入研究的物理量。首先,温度是有范围的,绝对零度是温度的下限。只是一个理论值,既不存在,也达不到。最高温度是普朗克温度,只在大爆炸开始的一瞬间存在。以后再也不会有这么高的温度了。

温度的本质是物体分子热运动的强度,宇宙中所有的粒子都在不断运动。甚至宇宙背景辐射的温度也是3k。所以没有物质,就没有温度这种东西。

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