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科普系列2：什么是温度2021-01-17 21:41·天高兮云淡一说起温度，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。
2024年12月09日，网友直呼
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