絕對溫度是什么意思 絕對溫度
1、應該是用非標準分析...實際上趨向于負絕對零度是最熱的,比正無窮大更熱……另外,溫度在正負無窮大處連續。
2、以下僅僅是資料↓= =---- 工程熱力學中提到的絕對溫度,都是絕對溫度零度以上的正絕對溫度。
3、但是,在20世紀50年代以后,在核磁共振和激光效應的研究,發現核自旋系統和激光系統中,粒子只具有基態和激發態兩種能量形態。
(相關資料圖)
4、在正絕對溫度條件下,激發態的粒子數多于基態的粒子數。
5、但是,在核自旋系統和激光系統中則相反,基態的粒子數卻超過了激發態的粒子數。
6、根據玻爾茲曼的粒子分布函數表示式,如果基態粒子(原子或分子)數大于激發態的粒子數,則絕對溫度應該為負值,即能夠出現負的絕對溫度。
7、 這是由于根據玻爾茲曼的粒子分布函數表達式,當絕對溫度高于無窮大時,才能實現激發態粒子數超過基態的粒子數,才能出現負絕對溫度。
8、也就是說,負絕對溫度系統的能量大于無窮大絕對溫度的能量,導致負絕對溫度實際上高于正絕對溫度。
9、 ---- 經典熱力學中的溫度沒有最高溫度的概念,只有理論最低溫度“絕對零度”。
10、熱力學第三定律指出,“絕對零度”是無法通過有限次步驟達到的。
11、在統計熱力學中,溫度被賦予了新的物理概念——描述體系內能隨體系混亂度(即熵)變化率的強度性質熱力學量。
12、由此開創了“熱力學負溫度區”的全新理論領域。
13、通常我們生存的環境和研究的體系都是擁有無限量子態的體系,在這類體系中,內能總是隨混亂度的增加而增加,因而是不存在負熱力學溫度的。
14、而少數擁有有限量子態的體系,如激光發生晶體,當持續提高體系內能,直到體系混亂度已經不隨內能變化而變化的時候,就達到了無窮大溫度,此時再進一步提高體系內能,即達到所謂“粒子布居反轉”的狀態下,內能是隨混亂度的減少而增加的,因而此時的熱力學溫度為負值!但是這里的負溫度和正溫度之間不存在經典的代數關系,負溫度反而是比正溫度更高的一個溫度!經過量子統計力學擴充的溫標概念為:無限量子態體系:正絕對零度<正溫度<正無窮大溫度,有限量子態體系:正絕對零度<正溫度<正無窮大溫度=負無窮大溫度<負溫度<負絕對零度。
15、正、負絕對零度分別是有限量子態體系熱力學溫度的下限和上限,均不可通過有限次步驟達到。
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