<meta name="description" content="绝对零度（外文名：absolute zero），是热力学的最低温度，但此为仅存于理论的下限值。热力学温标的单位是开尔文（K），绝对零度就是开尔文温度标定义的零点。0K约等于摄氏温标零下273.15度，也就是-459.67
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热力学的最低温度
热力学的最低温度
绝对零度（外文名：absolute zero），是热力学的最低温度，但此为仅存于理论的下限值。的单位是（K），绝对零度就是标定义的零点。0K约等于零下273.15度，也就是-459.67。物质的温度取决于其内原子、分子等粒子的动能。根据，粒子动能越高，物质温度就越高。理论上，若粒子动能低到量子力学的最低点时，物质即达到绝对零度，不能再低。然而，绝对零度永远无法达到，只可无限逼近。因为任何空间必然存有能量和热量，也不断进行相互转换而不消失。所以绝对零度是不存在的，除非该空间自始即无任何能量热量。
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阅读下面的文字，完成下列各题（15分）。人类首次捕捉反物质 微量破坏力超过氢弹大中小英国《自然》杂志网站11月17日刊登研究报告说，欧洲核子研究中心的科学家成功制造出多个反氢原子，并利用磁场使其存在了“较长时间”。这是科学家首次成功“抓住”反物质原子。反物质，即正常物质的反状态，它极不稳定而几乎不存在于自然界。研究人员曾经于2002年在真空环境里造出反氢原子，但造出后不到片刻便已湮灭。如今，欧洲核子研究中心研究员首次成功“抓住”这种反物质。鉴于反物质接触容器壁后便即消失，研究人员利用特殊磁场对反物质加以捕获。丹麦奥胡斯大学教授杰夫·杭斯特告诉BBC记者，反氢原子具有“少许磁性”，“你可以把它们想象成罗盘指针，能够利用磁场探知它们的存在。我们制成一只强有力的“磁瓶”，在里面造出反物质”。另外，反氢原子运动速度不能太快，否则便难以捕获。杭斯特所在研究团队花费5年时间，设法让反氢原子温度降至0.5开氏度（相当于零下272.65摄氏度、即接近绝对零度），使反氢原子处于低能量状态。“如果它们运动得不至于太快，那么就算被‘抓住’了。”杭斯特说。从理论上说，不到500克反物质的破坏力超过世界上最大氢弹的威力。如果想把人类送上火星，仅需要几十毫克，同时时间也大为缩短，只需要6周的时间就可以到达。不过，研究人员首次捕获的成果为38个反氢原子，持续时间为五分之一秒。这等数量的反物质不足以让一只100瓦灯泡发光二十亿分之一秒，更别提用作剧烈炸药。杭斯特教授解释道，研究人员掌握捕获反物质技术后，今后可在具体操作程序层面加以“微调”，便有望制成数量足够多、保存时间足够长的反物质，为进一步研究打开一扇门。物理学上一个最大的谜团就是，我们这个世界为何由占据压倒性地位的正常物质构成，而不是反物质。根据物理学定律，这两种在宇宙诞生时出现的物质数量上应该没有任何差异。反物质的发现，使人们联想到上世纪许多不解之谜，其中最为著名的莫过于“通古斯大爆炸”。日凌晨，俄罗斯西伯利亚通古斯地区遭遇从天而降的“火球”，大片原始森林顷刻化为灰烬。至于爆炸起因，一些人推断是小行星撞击，一些人猜想是反物质所致“湮灭”。&深入研究反物质，是解开宇宙起源之谜的重要环节。“我们希望查明，物质与反物质之间是否存在某些我们尚不知道的区别，”杭斯特说，“这种区别或许存在于更基本层面，或许牵连宇宙起源时某些高能量活动。”卡尔加里大学物理学与天文学系主任罗布·汤普森教授说：“这是一项重要发现，可能有助于实施一些实验，使我们对当前物理学的基本看法产生巨大变化，证实我们当前了解到的知识。我们捕捉了大约38个反氢原子，存活六分之一秒，数量相当少，连一杯咖啡都热不了，更别提驱动《星际迷航》中的星舰‘企业’号了。现在，我们可以启动下一步工作，使用工具去对这些原子进行研究。”共有42位研究人员参与了实验。这些实验或许有助于科学家揭开有关宇宙最难解的谜团之一。英国斯旺西大学教授麦克·查尔顿说：“氢原子是所有原子中结构最简单的，反氢是可以在实验室最容易制造的反物质类型。深入了解它将有助于揭开已知宇宙由物质而非反物质构成的几乎所有谜团。” （选自日《华西都市报》，有删改。）【小题1】文章第1段属于新闻的什么部分？分析2、3两段，指出科学家是如何“抓住”反物质原子的，并以氢原子为例加以说明。（5分）【小题2】根据文意，概括反物质的特点。（4分）【小题3】科学是一把双刃剑。请结合文章谈谈反物质研究的利与弊。（6分）导语（1分）（2）①利用特殊磁场。由于反氢原子具有“少许磁性”，科学家利用磁场探知它们的存在，从而捕获它们。（结论1分，举例分析1分。）②让原子降温。在绝对零度状态下，反氢原子处于低能量状态，如果它们运动得不至于太快，那么就算被“抓住”了。（结论1分，举例分析1分。）&
本题难度：一般
题型：解答题&|&来源：2011-广东省广州六中高二上学期期末考试语文卷
分析与解答
习题“阅读下面的文字，完成下列各题（15分）。人类首次捕捉反物质 微量破坏力超过氢弹大中小英国《自然》杂志网站11月17日刊登研究报告说，欧洲核子研究中心的科学家成功制造出多个反氢原子，并利用磁场使其存在了“较长时间...”的分析与解答如下所示：
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It should be much colder now, only a few degrees above absolute zero, but it should still be around.
当一系统达到绝对零度时，分子停止一切运动，意味着此时不再有动能，而熵也达到了其可能的最低值。
When a system reaches absolute zero, molecules stop all movement, meaning that there is no kinetic energy, and entropy reaches its lowest possible value.
但最好的事情莫过于他们不必真的制造出中子简并物质本身，只要把一些锂-6气体冷却到接近绝对零度，然后把它们抓到激光阱并使之振动即可。
But the best thing is that they don't have to actually create neutron degenerate matter itself, just cool some lithium-6 gas to nearly absolute zero, grab it inside a laser trap and make it wobble.
尽管它们中的绝大多数都已经到位并投入了使用，但德根和陶冶仍然需要制冷装置将它的系统冷却到略高于绝对零度的温度。
Most of the parts are in place and functioning, but Degen and Tao still need to obtain the refrigeration unit that will cool the system to just above absolute zero.
其他一些处于研究阶段的量子系统对温度要求接近绝对零度，相反的是，这种钻石存储可以在室温下工作。
In contrast to some other quantum systems under development, which require temperatures close to absolute zero, this diamond memory works at room temperature.
遗憾的是，一秒钟的标准定义依赖于原子在绝对零度的条件，而实际的时钟需要在室温下运行，室温条件下电子壳层膨胀了。
Unfortunately, the standard definition of a second relies on what the atom does at a temperature of absolute zero. Real clocks need to run at room temperature, where the shell of electrons puffs up.
当我愤怒或者哭泣时，她只是静静的听着我说，而我们最喜欢的电影——情迷哈瓦那，零度以下，壮志凌云——成了最好的背景音乐。
She listened quietly as I fumed and sobbed, not saying anything while one of our favourite movies--Dirty Dancing. Less Than Zero, or Top Gun--played in the background.
《零度同情》是科学上的成熟和哲学上的天真的奇怪混合物。
Zero Degrees of Empathy is a strange amalgam of scientific sophistication and philosophical naivety.
在讨论热力学第三定律的时候，我们讨论过压强变化,即对于纯净的完美晶体,随着温度下降到绝对零度熵也变成零。
We looked at pressure change before, actually, in discussing the third law, the fact that the entropy goes to zero as the absolute temperature goes to zero for a pure,perfect crystal.
室外的温度是零度，并不比室内冷很多。但是我们都不在乎，因为我们在心理上已经赢了这场游戏。
Outside wasn’t much cooler at zero but none of us seemed to care much because now we had won a psychological game with our minds.
当一些材料冷却到接近绝对零度时，其中的电子形成很难断开的“库伯对”，从而无电阻流动。
When some metals are cooled nearly to absolute zero, the electrons in them form hard-to-break "Cooper pairs" that flow without resistance.
实际上，从气体里移走热量所需要对它作功，而且所需功的大小随着其要冷却到的程度而增加，若要把任何物体冷却到绝对零度，所需要的功将为无穷大。
Practically, the work needed to remove heat from a gas increases the colder you get, and an infinite amount of work would be needed to cool something to absolute zero.
但该机构仍警告说，到了极端寒冷，气温为零下摄氏18度（华氏零度），可能导致“破坏性”的影响。
The agency went on to caution that extreme cold, with temperatures of minus 18 degrees Celsius (just below zero Fahrenheit), could have “devastating” effects.
随着昼夜日益寒冷-气温降至零度以下-高山地区成千上万的人仍然没有适当的栖身之处。
As the days and nights get colder – reaching sub-zero temperatures – thousands of people in the alpine areas still have no adequate shelter.
据科学家于1997年报道，从回飞棒星云中心的一个正在逐渐死亡的恒星中喷出的气体已经扩展和冷却到只有1开尔文，比绝对零度仅高出一度。
Scientists reported in 1997 that gases blowing out from a central dying star have expanded and rapidly cooled to 1 kelvin, only one degree warmer than absolute zero.
尽管这里的平均气温是零下25摄氏度，最冷时会降到零下40度，夏季时升到零度左右。
Although the average temperature is-25C, it can plummet to -40 or soar to zero in the summer.
但是将石墨单原子层冷却到接近绝对零度时，不可思议的事情发生了：电子的速度得到显著增加。
But cool this graphene down to near absolute zero and something extraordinary happens: the electrons speed up dramatically.
如果你们能回忆起来的的话，这就意味着,绝对零度下的完美晶体,一点无序状态也没有。
And what that corresponds to, if you recall, is the idea that in a perfect crystal at zero degrees Kelvin then you have no disorder at all.
是当T2达到零，也就是低温热源，达到零度的时候,效率可以达到一。
As T2 goes to zero, the cold reservoir, then this goes to zero and our efficiency approaches one.
比如理想气体温标,它有精确的定义,并能引出绝对零度的概念,今天我们就先来谈谈它。
And the temperature scale that turns out to be well-defined and ends up giving us the concept of an absolute zero is the ideal gas thermometer.
UCSB加州大学圣巴巴拉分校的小组使用更加常见的电路，虽然这需要将其冷却到接近零度使其超导并展现量子行为。
The UCSB group used more conventional electrical circuits, albeit ones that must be cooled almost to absolute zero to make them superconducting and activate their quantum behavior.
绝对零度（460华师摄氏度）是完全不存在热量的状态；所有物质变得惰性，而且在这样的温度下它们也无法发生化学反应。
Absolute zero (- 460 degrees F) is the total absence of heat; all matter becomes inert and incapable of reaction at that temperature.
这个值，效率，当低温热源的温度1,是据对零度时可以达到一。
In principle, this value, this efficiency, can approach 1 as the low temperature approaches absolute zero.
一支研究章鱼的科考小组在南极地区发现了四种章鱼新品种，并首次发现了能在零度以下发挥作用的毒液。
A research expedition to Antarctica to study the region’s octopus life has returned with descriptions of four new species, and the first known sub-zero venoms.
不仅士兵有性命之忧，在零度以下的环境中，推土机的寿命也缩短到原有的三分之一。
It is not only the soldiers' lives that are cut short: in the sub-zero temperatures, earthmovers lastonly a third of the time they are meant to.
不仅士兵有性命之忧，在零度以下的环境中，推土机的寿命也缩短到原有的三分之一。
It is not only the soldiers' lives that are cut short: in the sub-zero temperatures, earthmovers lastonly a third of the time they are meant to.
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绝对零度为什么不能到达
　　【摘要】绝对零度不能到达的原因是什么呢？自然界中最冷的布莫让星云的温度为1K，而人类现在能达到的最低温度0.5纳开尔文，在极低温度下物体会呈现出一种新的状态，而且会出现一些奇妙的现象。 中国论文网 http://www.xzbu.com/9/view-3124156.htm　　 【关键词】绝对零度：最冷：状态 　　根据热力学第三定律，绝对零度不可以到达。但在高中物理教学中，总有学生会反问：为什么绝对零度不能达到？为此，笔者整理了相关知识，以通俗易懂的方式说明下为什么不能达到绝对零度。首先来介绍下热力学的相关的知识。在中学阶段，对于热力学温标和摄氏温标间的换算，是取近似值T(K)=t(℃)+273。实际上，如以水的冰点为标准，绝对零度应比它低273.15℃。所以精确的换算关系应该是T(K)=t(℃)+273.15。由于水的三相点温度是0.01℃，因此绝对零度比水的三相点温度低273．16℃。 　　 绝对零度是根据理想气体所遵循的规律，用外推的方法得到的。用这样的方法推导，当温度降低到-273.15℃时，气体的体积将减小到零。如果从分子动理论的观点出发，理想气体分子的平均动能由温度T确定，那么也可以把绝对零度说成是“理想气体分子停止运动时的温度”。以上两种说法都只是一种理想的推理。事实上一切实际气体在温度接近-273.15℃时，这时气体早已变成液态或固态。 　　 由上面的介绍可知，一方面，由于在绝对零度附近已没有气体存在，所以已不能利用普通的制冷系统制冷，因而我们现在的普通制冷系统肯定不能达到绝对零度。另一方面，物体的温度实际上就是物体内部原子运动激烈程度的表现。当我们感到一个物体比较热的时候，就意味着它的原子在快速运动；当我们感到一个物体比较冷的时候，则意味着其内部的原子运动速度较慢。我们的身体是通过热或冷来感觉这种运动的，而物理学家则是用绝对温标或称开尔文温标来测量温度的。在绝对零度时，原子的运动完全停止了，那我们有没有办法让全部原子完全停止运动呢？一群运动着的原子，如果我们要让某一个原子停止运动，就要让它碰撞另一个原子，这样另一个原子就运动起来了，就像打台球一样，要使一个球停住就要让它碰另一个球，而另一个球就会运动起来。因而不可能让现在运动着的全部原子停止运动，所以绝对零度不可能达到。 　　 现在达到的最低温度是多少呢？自然界最冷的地方不是冬季的南极，而是在星际空间的深处，太空的平均温度为绝对温度3K，即只比绝对零度高3摄氏度，这个“热度”是作为宇宙起源的大爆炸留存至今的热度。距地球5000光年的布莫让星云的温度为1K，是目前所知自然界中最寒冷的地方，成为“宇宙冰盒子”。在实验室中人们可以做得更好，能进一步地接近绝对零度。从上个世纪开始，人们就已经制成了能达到3K的制冷系统，并且在20多年前，在实验室里达到的最低温度已是绝对零度之上1／4摄氏度了。后来在1995年，科罗拉多大学和美国国家标准研究所的两位物理学家爱里克?科内尔和卡尔威曼成功地使一些铷原子达到了令人难以置信的温度，即达到了绝对零度之上的十亿分之二十摄氏度（2×10-8 K）。他们利用激光束和“磁陷阱”系统使原子的运动变慢，我们由此可以看到，热度实际上就是物质的原子运动。在常温下，气体的分子以每小时1600公里的速度运动着，而在3K的温度下则是以每小时1米的速度运动着，而在20nK（2×10-8 K）的情况下，原子运动的速度就慢得难以测量了。在20nK下还可以发现物质呈现出新状态，这在1924年就被爱因斯坦和印度物理学家玻色（）预见了。事实上，在这样的非常温度下，物质呈现的既不是液体状态，也不是固体状态，更不是气体状态，而是聚集成唯一的“超原子”，它表现为一个单一的实体。 　　 最近一次达到的最低温度。(日 16:37) 由德国、美国、奥地利等国科学家组成的一个国际科研小组，改写了人类创造的最低温度纪录：他们在实验室内达到了仅仅比绝对零度高0.5纳开尔文的温度，而此前的纪录是比绝对零度高3纳开。这是人类历史上首次达到绝对零度以上1纳开尔文以内的极端低温。这个科研小组在美国《科学》杂志上发表论文介绍说，他们是在利用磁阱技术实现铯原子的玻色-爱因斯坦凝聚态（BEC)的实验过程中创造这一纪录的。玻色-爱因斯坦凝聚态是物质的一种奇特的状态，处于这种状态的大量原子的行为像单个粒子一样。这里的“凝聚”与日常生活中的凝聚不同，它表示原来不同状态的原子突然“凝聚”到同一状态。要实现物质的该状态一方面需要达到极低的温度，另一方面还要求原子体系处于气态。科学家说，他们希望利用新达到的最低温度发现一些物质的新现象，诸如在此低温下原子在同一物体表面的状态、在限定运动通道区域时的运动状态等。参与研究的科学家大卫?普里查德介绍说，将气体冷却到极端接近绝对零度的条件对于精确测量具有重要意义，他们的此次实验成果有助于制造更为精确的原子钟和更为精确地测定重力等。因发现了“碱金属原子稀薄气体的玻色-爱因斯坦凝聚”这一新的物质状态而获得了2001年诺贝尔物理学奖的德国科学家沃尔夫冈?克特勒评价说，首次达到绝对零度以上1纳开以内的温度是人类历史上的一个里程碑，这些都是人类获得极低温度的意义。 　　 科学家在对绝对零度的研究中，发现了一些奇妙的现象。如氦本是气体（氦是自然界中最难液化的物质），在-268.9℃时变成液体，当温度持续降低时，原本装在瓶子里的液体，却轻而易举地从只有0.01毫米的缝隙中溢到瓶外去了，继而出现了喷泉现象，液体的粘滞性也消失了。绝对零度时不可能产生火焰,至少人眼看不到,因为物质燃烧必定要达到某种温度才能产生火焰现象。 　　
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