打開(kāi)獵豹瀏覽器,查看更多科學(xué)圖集 首先,地球上不可能出現(xiàn)零下一千攝氏度的低溫,就連宇宙中也不會(huì)出現(xiàn)這么低的溫度。因?yàn)樽畹蜏囟戎挥?273.15 ℃,而且這還是無(wú)法達(dá)到的極限溫度――絕對(duì)零度。那么,為什么溫度會(huì)有下限?為什么下限是-273.15 ℃,而不是-1000 ℃,或者更低的溫度? 在宏觀上,溫度用于表征一個(gè)物體有多熱。從微觀上來(lái)講,物體之所以有溫度,是因?yàn)榻M成物體的原子、離子和分子一直在做永不停歇的熱運(yùn)動(dòng)。因此,溫度本質(zhì)上表征了微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)有多劇烈。 粒子熱運(yùn)動(dòng)越不劇烈,產(chǎn)生的熱量越少,溫度就越低。粒子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度下限是完全停止,這時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度就是絕對(duì)零度。根據(jù)理想氣體的查理定律或者蓋-呂薩克定律,可以推導(dǎo)出絕對(duì)零度為-273.15 ℃。在熱力學(xué)中,絕對(duì)零度被定義為0 K。 絕對(duì)零度是間接得到的,而非直接測(cè)出這個(gè)溫度,因?yàn)榻^對(duì)零度是不可能達(dá)到的溫度,這又是為什么呢? 原因就在于粒子始終會(huì)有熱運(yùn)動(dòng),而不會(huì)完全靜止。無(wú)論根據(jù)相對(duì)論,還是量子力學(xué),最終都會(huì)得出這樣的結(jié)論。從相對(duì)論的角度來(lái)看,宇宙中的一切物體都在運(yùn)動(dòng),靜止只是相對(duì)的,因?yàn)榻^對(duì)靜止參照系是不存在的。從量子力學(xué)的角度來(lái)看,粒子的熱運(yùn)動(dòng)停下來(lái)之后,粒子的動(dòng)量和位置都變成確定的,這與不確定性原理相違背。 因此,無(wú)論是在地球上,還是在宇宙中的其他地方,溫度都不可能被降低到-273.15 ℃。目前,地球的平均溫度約為14.9 ℃,宇宙的平均溫度約為-270.42 ℃(比絕對(duì)零度高了2.73度)。人類制造出的最低溫度僅為-273.1499999999 ℃,但仍然高于絕對(duì)零度。 如果地球的溫度降到絕對(duì)零度邊緣,整個(gè)地球?qū)?huì)被完全冰凍。事實(shí)上,不用那么低的溫度,整個(gè)地球也能被凍住。一系列證據(jù)表明,地球曾經(jīng)兩度被凍成雪球地球。 第一次發(fā)生在距今23億年前,當(dāng)時(shí)的大氧化事件導(dǎo)致大氣中的溫室氣體大幅度減少,最終使溫度驟降。第二次發(fā)生在距今7億年前,當(dāng)時(shí)地球上的所有大陸合成一塊超大陸――羅迪尼亞超大陸,冰川在這塊大陸上肆意延伸,最終覆蓋了整個(gè)地球。 據(jù)估計(jì),在雪球地球的狀態(tài)下,整個(gè)地球的平均溫度低至-50 ℃。在這種極端嚴(yán)寒的環(huán)境中,只有深海熱泉等特殊的地方才能讓生命延續(xù)下去。 |
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