如果有人問起,宇宙最低溫度是多少?相信大家都可以給出答案:-273.15℃,但如果被追問,這個有零有整的-273.15℃,它到底有何特殊意義?為何宇宙最低溫度會被限制為-273.15℃呢?可能就有人回答不上來了,回答不上沒關系,下面我們就來聊一下這方面的知識。
溫度是一種用來表示物體冷熱程度的物理量,想要討論溫度,首先就得給溫度定義一個計量單位,怎麼定義呢?
我們知道,在1個標準大氣壓下,水的冰點和沸點都是固定的,這顯然可以當作一個非常好的參考。
所以1742年的時候,瑞典物理學家安德斯·攝爾修斯(Anders Celsius)提出,在1標準大氣壓下,沸水的溫度可以記為0度,而冰水的溫度可以記為100度,這兩者之間可以分為100等分,每一等分就是1度,而這就是我們常用的溫度計量單位——攝氏度(℃)的由來。
(安德斯·攝爾修斯)
看到這里你肯定要問了,這是不是搞反了,難道不是冰水的溫度是0度,沸水的溫度是100度嗎?其實并沒有搞反,攝爾修斯當時提出這種定義,是為了避免在測量溫度時因為低于水的冰點而出現負數。
后來人們覺得這種定義很不方便,畢竟從直覺上來看,數值越大,溫度就應該越高,另一方面來講,比沸水更高的溫度也是存在的,出現負數依然不可避免,于是人們干脆就將這種定義反過來了,并一直沿用至今。
早在16世紀,著名物理學家伽利略就發現了氣體的熱脹冷縮現象,而有了「攝氏度」的定義以及精確測量溫度的技術之后,人們就可以更深入地研究溫度對氣體體積的影響。
在1787年的時候,法國物理學家雅克·查爾斯(Jacques Charles)對多種氣體進行了實驗,他的實驗結果表明,在壓強不變的情況下,這些氣體的溫度每升高1℃,體積的增加量總是一個固定的值,大概是其在0℃時體積的273分之1。
(雅克·查爾斯)
意思就是說,假設一團氣體在溫度為0℃的時候的體積為1立方米,那麼當溫度提升到1℃的時候,其體積就會增加大約0.00366立方米(其在0℃時體積的273分之1),也就是1.00366立方米,提升到2℃的時候,其體積又會增加0.
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