絕對(duì)零度”
計(jì)量上的零點(diǎn)有時(shí)是可以任意選取的,例如,經(jīng)度零度是任意確
定的.溫度的零點(diǎn)也是一樣.在攝氏溫標(biāo)中,將冰的熔點(diǎn)取作零碎度；
而在華氏溫標(biāo)中,零碎度則處于冰的熔點(diǎn)以下.這兩種溫標(biāo)中,溫度
都可以低于零度.將近18世紀(jì)末的時(shí)候,人們開(kāi)始覺(jué)得熱是無(wú)盡頭的,
但冷似乎是有極限的.既然冷有盡頭,那么,這個(gè)盡頭就是一種不可
超越的“零度”,于是,開(kāi)爾文引進(jìn)了開(kāi)氏溫標(biāo).開(kāi)氏溫標(biāo)中的零度
是不可超越的,因而叫做“絕對(duì)零度”.這是“絕對(duì)”二字的一種物
理涵義.
1787年,法國(guó)物理學(xué)家查理發(fā)現(xiàn),理想氣體每冷卻1攝氏度,其
體積就縮小它處于0℃時(shí)體積的1/273,這就是著名的查理定律.如
果理想氣體被冷卻的過(guò)程一直繼續(xù)下去,那么它的溫度降到-273℃時(shí),
氣體的體積豈非縮小到“零”了?在物理上,體積為零意味著氣體完
全消失了,這當(dāng)然是不會(huì)發(fā)生的.這是“絕對(duì)”的第二種涵義.實(shí)際
情況是,當(dāng)氣體冷卻到一定溫度后它總是先變?yōu)橐后w,然后又在更低
的溫度下變?yōu)楣腆w.
英國(guó)物理學(xué)家開(kāi)爾文把溫度作為物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)速度的一種表述方
式,物質(zhì)越冷其分子運(yùn)動(dòng)就越慢,分子運(yùn)動(dòng)中最最慢的就是完全不運(yùn)
的分子,因此也不會(huì)有比它更低的溫度.于是-273℃這個(gè)溫度便是
一種真正的零度.這就是絕對(duì)零度“絕對(duì)”的第三層涵義.
絕對(duì)零度 絕對(duì)零度表示那樣一種溫度,在此溫度下,構(gòu)成物質(zhì)的所有分子和原子均停止運(yùn)動(dòng).所謂運(yùn)動(dòng),系指所有空間、機(jī)械、分子以及振動(dòng)等運(yùn)動(dòng)．還包括某些形式的電子運(yùn)動(dòng),然而它并不包括量子力學(xué)概念中的“零點(diǎn)運(yùn)動(dòng)”.除非瓦解運(yùn)動(dòng)粒子的集聚系統(tǒng),否則就不能停止這種運(yùn)動(dòng).從這一定義的性質(zhì)來(lái)看,絕對(duì)零度是不可能在任何實(shí)驗(yàn)中達(dá)到的,但已達(dá)到絕對(duì)零度以上百萬(wàn)分之一度內(nèi)的低溫.所有這些在物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生的分子和原子運(yùn)動(dòng)統(tǒng)稱(chēng)為“熱運(yùn)動(dòng)”,這些運(yùn)動(dòng)是肉眼看不見(jiàn)的,但是我們會(huì)看到,它們決定了物質(zhì)的大部分與溫度有關(guān)的性質(zhì).正如一條直線僅由兩點(diǎn)連成的一樣,一種溫標(biāo)是由兩個(gè)固定的且可重復(fù)的溫度來(lái)定義的.最初,在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(760毫米水銀柱,或760托)時(shí),攝氏溫標(biāo)是定冰之熔點(diǎn)為0℃和水之沸點(diǎn)為100℃,絕對(duì)溫標(biāo)是定絕對(duì)零度為oK和冰之熔點(diǎn)為273K,這樣,就等于有三個(gè)固定點(diǎn)而導(dǎo)致溫度的不一致,因?yàn)榭茖W(xué)家希望這兩種溫標(biāo)的度數(shù)大小朝等,所以,每當(dāng)進(jìn)行關(guān)于這三點(diǎn)的相互關(guān)系的準(zhǔn)確實(shí)驗(yàn)時(shí),總是將其中一點(diǎn)的數(shù)值改變達(dá)百分之一度.現(xiàn)在,除了絕對(duì)零度外,僅有一固定點(diǎn)獲得國(guó)際承認(rèn),那就是水的“三相點(diǎn)”.1948年確定為273.16K,即絕對(duì)零度以上273．16度.當(dāng)蒸氣壓等于一大氣壓時(shí),水的正常冰點(diǎn)略低,為273．15K(＝o℃＝320°F),水的正常沸點(diǎn)為373.15K(＝100℃＝212°F).這些以攝氏溫標(biāo)表示的固定點(diǎn)和其他一些次要的測(cè)溫參考點(diǎn)(即所謂的國(guó)際實(shí)用溫標(biāo))的實(shí)際值,以及在實(shí)驗(yàn)室中為準(zhǔn)確地獲得這些值的度量方法,均由國(guó)際權(quán)度委員會(huì)定期公布.