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何谓温度(温度是什么概念)

科普系列2:什么是温度

一说起温度,人们就觉得这还要说吗,温度不就是冷暖呗,冷了温度就低,暖和了温度就高,说的也没错,不过这只是温度的表现形式,那温度是本质是什么呢?好多人又感觉准确回答。

巨大的太阳无时无刻地在释放巨大的能量,辐射到外太空,地球仅仅接受了太阳辐射出的二十亿分之一的能量,就造成了地球的寒冷酷暑、风霜雨雪、春夏秋冬,我们的环境温度也无时无刻的在不停的变化。我们看到这个五彩缤纷的世界,好多物体都在运动之中,我们把一块铁,一盆水放在桌上,我们看到他们是静止的,但是,但是如果我们有办法走进微观世界,我们就会看到在分子、原子的微观世界里,组成铁的铁原子在晶格上振动、组成水的水分子在不停的做着无规则的布朗运动,中学物理我们学过,温度是物质的内能,(物质的内能还包括分子、原子势能),代表组成物质的分子、原子的平均振动、运动速度,也就是说组成物体的分子、原子都在运动,温度的本质就是这些分子原子运动的激烈程度。我们拿一盆水,举例说明,当我们加热一盆水,水分子的平均动能就会增加,水分子运动速度就会加快,水分子有的运动速度快,温度就高,有的运动速度慢,温度就低,水分子相互碰撞中,温度就在水分子之间相互传递,这就叫热传递,一盆水的温度,就是这些分子运动速度的平均动能。用手拿着一根铁棒的一头,在火上烤,一会我们就感觉到手拿的这头也开始烫起来,那是铁原子相互碰撞中在传递热量,当物体的温度高于环境温度,物体就会向周边散热,通过电子跃迁,以光量子的形式散发能量,我们距离暖气近一些,就会感觉到温暖,因为暖气向室内辐射能量,辐射光量子,只不过这种光是红外线,我们肉眼看不到。同样,当物体的温度低于环境温度,物体就会吸收高温物体辐射出来的光量子,然后组成物体的平均分子、原子动能增加,物体温度上升。

那么,宇宙里有没有最低温度,最高温度?最低温度理论上有,因为温度代表着分子、原子的平均动能,也就是运动的激烈程度,当温度降低到分子、原子不运动了,那么温度就再也不会降低了,通过理论计算,这个温度是摄氏零下273.16度,这个温度被命名为绝对温度的零度(零K),在这个温度下,分子、原子到达基态,分子、原子就不运动了,没有了动能。为啥说这个温度只是理论温度?因为这个温度在宇宙中是不存在的,根据宇宙大爆炸理论,137.5亿年以前,发生过宇宙大爆炸,宇宙大爆炸产生了我们现在这个五彩缤纷的世界,地球,太阳,银河系,仙女座等等都来自宇宙大爆炸,宇宙大爆炸前的宇宙,据说是质量无穷大,温度无限高,(现代量子力学认为,宇宙有最高温度,叫普朗克温度,在这里就不详说了)密度无限大,宇宙大爆炸以后,随着宇宙的扩张,宇宙温度迅速下降,一百三十七亿年过去以后,到现在宇宙平均温度已经下降到2.7K左右,也就是比绝对零度高2.7度,摄氏温度为零下二百七十度左右,外太空那是及其的寒冷啊,这就是宇宙背景温度,这点残存的能量就是宇宙大爆炸后的余晖,这个温度充满在宇宙的各个角落,宇宙里有没有比这个温度还低的地方?科学家推测可能还真有,据说有个膨胀的黑暗星系,平均温度低于宇宙背景辐射温度,因为物体膨胀,气温降低。

另外补充一下,温度代表分子、原子运动的激烈程度,可是温度再高了怎么办?当温度高到几千度,几万度,几亿度,几十亿度,分子、原子都解体了,不存在了,那怎么说?是的,当温度升高到几千度,分子就解体了,化合物就基本不存在了,到了几十亿度级别,原子也就慢慢解体了,当然原子还是有基本粒子组成的,基本粒子也在振动。

温馨提示:通过以上关于科普系列2:什么是温度内容介绍后,相信大家有新的了解,更希望可以对你有所帮助。