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人类如何感知温度?温度高我们感觉到热 , 温度低我们称之为冷 。
冷热体验使我们能够直观地感受温度的变化 , 但究竟什么是冷 , 什么才能称作热?
别看只是这么简单的问题 , 你对温度和热的理解可能有偏差 。
人体感知冷和热
我们现在也许知道了理论最低温度是零下273.15摄氏度 , 不过你知道理论上最热温度在哪儿吗?
1.4亿亿亿亿摄氏度是当前最高的理论热度 , 这是什么概念?温度真的能够达到这么高吗?这样高温的状态下物质会出现怎样的变化?温度和热量应该如何去理解?
文章接下来将会从温度热量和热力学定律这两个方面来进行解答 , 这也许会刷新你对温度的理解 。
炙热的岩浆
什么是温度和热量?【1.4亿亿亿亿℃是何概念?你对温度和热的理解或许有偏差】相信前面提到的高温一定令人印象深刻 , 1.4亿亿亿亿摄氏度 , 这个几乎不可能的温度确实是仅仅存在于理论之中 。
这个温度是通过计算物体散发热量的辐射波长而得到 , 温度足够高的物体所辐射出来的波长会小于普朗克长度并因此丧失物理意义 。
电磁波的不同波长
这个温度上限在现今的理论框架上正是1.4亿亿亿亿摄氏度 , 在这个温度下 , 即便是量子力学和广义相对论都会失效 。
空间和时间将会崩塌 , 所有粒子全部消失 , 而四大基本力会统一为一个 。
但首先我们要明白 , 什么是温度?
一般从微观理解下 , 温度是物体分子热运动的剧烈程度 , 而温度只能通过物体的温度变化带来的某些特性进行间接测量 。
时见空间的概念体
如果从分子运动方面来讲 , 温度代表了物体分子运动平均动能的标志 。 它是大量分子热运动的直接且具体表现 , 对于个别分子而言 , 温度没有意义 。
简单来讲 , 一种材料如果在其相变温度附近 , 比如沸点 , 温度对其来讲没有意义 。
不过这种限制并没有阻碍人们用经验主义去进行量热 , 并且大多数时候的温度理解都是基于经验判断 。
分子运动
那什么又是热呢 , 或者说什么是热量?热量在热力学中被解释为 , 物体通过热力学做功或物质转移以外的机制 , 传入或传出热力学系统的能量 。
当物质系统状态的改变来源于热力学平衡条件的破坏 , 也就是所谓的系统与外界间存在的热学相互作用 。 这种作用的结果就是能量从高温物体导向低温物体 , 这期间传递的能量被称为热量 。
热学相互作用
所以 , 现在我们在大致上应该明白了热量和温度的关系 , 以及这之间的变化是怎样的 。
当年研究热学和温度的科学家也一样 , 当他们大致明白这里面的过程怎样的形式表现后 , 新的问题便产生了 。
热量在交换的过程中都是热传递冷 , 而不是冷传递热 , 热的物体传递完能量后最终也冷了下来 , 温度最终趋于平稳 。
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