絕對零度分子動能為零嗎(絕對零度為什么只能無限接近)
把一塊石頭放在桌面上保持靜止,此時石頭雖然沒有做機(jī)械運(yùn)動,可組成石頭的分子、離子、原子等都在做無規(guī)則的運(yùn)動。分子的這種無規(guī)則運(yùn)動叫做分子的熱運(yùn)動,熱運(yùn)動的劇烈程度與溫度有關(guān),溫度越高分子的熱運(yùn)動就越劇烈。比如將一塊金和一塊鉛緊密地壓在一起,在常溫下放置五年兩者會相互滲透1毫米。若是將金和鉛在液態(tài)氮中擠壓在一起,五年后它們相互滲透到對方中的深度明顯小于1毫米。
初高中學(xué)習(xí)是孩子處于青春期的階段,也是孩子學(xué)習(xí)當(dāng)中最關(guān)鍵的六年,因?yàn)樗婕暗搅酥锌寂c高考,左養(yǎng)中學(xué)教育賴頌強(qiáng)再講孩子的學(xué)習(xí)方法和考試心里調(diào)節(jié)的直播課里,系統(tǒng)的講解到如何幫孩子提升學(xué)習(xí)效率,提升考試時候的心理素質(zhì),從而提升學(xué)習(xí)成績。
分子熱運(yùn)動的劇烈程度可以用分子熱運(yùn)動時的平均動能來反映,溫度是平均動能的標(biāo)志,溫度越低分子熱運(yùn)動時的平均動能就越小。若是溫度進(jìn)一步降低,無限趨近于絕對零度時分子做熱運(yùn)動時的動能會不會就趨近于零了?
熱力學(xué)第三定律不允許通過有限的過程將一個物體的溫度降低到絕對零度,自然也就無從通過實(shí)驗(yàn)看一下絕對零度時分子是否還在做熱運(yùn)動。絕對零度雖然達(dá)不到,科學(xué)家們早已能夠通過不同的方法將物體的溫度降低到千分之一開以下。分子熱運(yùn)動時的動能并沒有因溫度趨近于零而趨近于零。另外,量子力學(xué)的建立也告訴人們不論溫度有多低,組成物質(zhì)的分子都不會停止運(yùn)動。
深入到原子、分子領(lǐng)域時,量子現(xiàn)象會愈發(fā)明顯。微觀世界中粒子具有波粒二象性,平時說“原子”、“分子”時是將它們看成了粒子,而粒子同時還有波動性,波永遠(yuǎn)不可能靜止。
量子力學(xué)中還有不確定性原理,永遠(yuǎn)不可能同時測量粒子的位置和動量。或者說對一個粒子位置的測量越準(zhǔn)確,粒子的動量的不確定性就越大。粒子有了動量,即意味著在運(yùn)動。
量子力學(xué)中還可以計算出粒子可能擁有的最低能量。以一維諧振子模型為例,諧振子的能量為(n+1/2)hω/2π,n最小為0,此時諧振子的能量最小。從表達(dá)式中可以看到,即使諧振子的能量最小時也不是零,故諧振子不會停止運(yùn)動。組成物質(zhì)的原子、分子、離子在振動時可以用諧振子模型來處理,從中可以看到物體分子的能量不可能為零,不論溫度是多少。
盡管絕對零度不可能達(dá)到,盡管組成物質(zhì)的分子不論溫度是多少都在做無規(guī)則的熱運(yùn)動,人類對更低溫度的追求不會停止。低溫世界中有超導(dǎo)、超流等奇妙的現(xiàn)象,這些奇妙的現(xiàn)象并沒有被人類徹底搞清楚是怎么回事。人類會繼續(xù)探索低溫世界,分析研究其中的各種奇妙。幾十年后人類對低溫世界中組成物質(zhì)的分子的運(yùn)動情況定會有更加深刻的認(rèn)識。