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熱力學(xué)第三定律
TheThirdLawofthermodynamics整理ppt熱力學(xué)第三定律
TheThirdLawoftherm1熱力學(xué)第三定律
TheThirdLawofthermodynamics熱力學(xué)第三定律是獨(dú)立于熱力學(xué)第一、二定律之外的一個(gè)熱力學(xué)定律,是研究低溫現(xiàn)象而得到的。它的主要內(nèi)容是奈斯特?zé)岫ɡ?,或絕對(duì)零度不能達(dá)到原理。整理ppt熱力學(xué)第三定律
TheThirdLawoftherm2
熱力學(xué)第二定律只定義了過程的熵變,而沒有定義熵本身.熵的確定,有賴于熱力學(xué)第三定律的建立.1902年美國(guó)科學(xué)家雷查德(T.W.Richard)在研究低溫電池反應(yīng)時(shí)發(fā)現(xiàn):電池反應(yīng)的G和H隨著溫度的降低而逐漸趨于相等,而且兩者對(duì)溫度的斜率隨溫度同趨于一個(gè)定值:零整理ppt熱力學(xué)第二定律只定義了過程的熵變,而沒有定義熵本身.3由熱力學(xué)函數(shù)的定義式,G(吉布斯自由能)和H(焓)當(dāng)溫度趨于絕對(duì)零度時(shí),兩者必會(huì)趨于相等:
G=H-TS limG=H-limTS=H (T→0K)雖然兩者的數(shù)值趨于相同,但趨于相同的方式可以有所不同.雷查德的實(shí)驗(yàn)證明對(duì)于所有的低溫電池反應(yīng),G均只會(huì)以一種方式趨近于H.整理ppt由熱力學(xué)函數(shù)的定義式,G(吉布斯自由能)和H(焓)當(dāng)溫4吉布斯函數(shù)介紹:1875年,美國(guó)耶魯大學(xué)數(shù)學(xué)物理學(xué)教授吉布斯(JosiahWillardGibbs)發(fā)表了“論多相物質(zhì)之平衡”的論文。他在熵函數(shù)的基礎(chǔ)上,引出了平衡的判據(jù);提出熱力學(xué)勢(shì)的重要概念,用以處理多組分的多相平衡問題;導(dǎo)出相律,得到一般條件下多相平衡的規(guī)律。吉布斯的工作,奠定了熱力學(xué)的重要基礎(chǔ)。
吉布斯函數(shù)(Gibbsfunction),系統(tǒng)的熱力學(xué)函數(shù)之一。又稱熱力勢(shì)、自由焓、吉布斯自由能等。符號(hào)G,定義為:G=H-TS式中H、T、S分別為系統(tǒng)的焓、熱力學(xué)溫度(開爾文溫度K)和熵。吉布斯函數(shù)是系統(tǒng)的廣延性質(zhì),具有能量的量綱。由于H,S,T都是狀態(tài)函數(shù),因而G也必然是一個(gè)狀態(tài)函數(shù)。整理ppt吉布斯函數(shù)介紹:整理ppt5當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生變化時(shí),G也隨之變化。其改變值△G,稱為體系的吉布斯自由能變,只取決于變化的始態(tài)與終態(tài),而與變化的途徑無關(guān):△G=G終一G始按照吉布斯自由能的定義,可以推出當(dāng)體系從狀態(tài)1變化到狀態(tài)2時(shí),體系的吉布斯自由能變?yōu)椋骸鱃=G2一Gl=△H一△(TS)對(duì)于等溫條件下的反應(yīng)而言,有T2=T1=T則△G=△H一T△S上式稱為吉布斯一赫姆霍茲公式(亦稱吉布斯等溫方程)。由此可以看出,△G包含了△H和△S的因素,若用△G作為自發(fā)反應(yīng)方向的判據(jù)時(shí),實(shí)質(zhì)包含了△H和△S兩方面的影響,即同時(shí)考慮到推動(dòng)化學(xué)反應(yīng)的兩個(gè)主要因素。因而用△G作判據(jù)更為全面可靠。而且只要是在等溫、等壓條件下發(fā)生的反應(yīng),都可用△G作為反應(yīng)方向性的判據(jù),而大部分化學(xué)反應(yīng)都可歸人到這一范疇中,因而用△G作為判別化學(xué)反應(yīng)方向性的判據(jù)是很方便可行的。整理ppt當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生變化時(shí),G也隨之變化。其改變值△G,稱為體系的吉布6吉布斯函數(shù)化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性判斷:考慮ΔH和ΔS兩個(gè)因素的影響,可分為以下四種情況1)ΔH<0,ΔS>0;ΔG<0正向自發(fā)。2)ΔH>0,ΔS<0;ΔG>0正向非自發(fā)。3)ΔH>0,ΔS>0;升溫至某溫度時(shí),ΔG由正值變?yōu)樨?fù)值,高溫有利于正向自發(fā)。4)ΔH<0,ΔS<0;降溫至某溫度時(shí),ΔG由正值變?yōu)樨?fù)值,低溫有利于正向自發(fā)。
整理ppt吉布斯函數(shù)化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性判斷:考慮ΔH和ΔS兩個(gè)因素的影響7上圖中給出三種不同的趨近方式,實(shí)驗(yàn)的結(jié)果支持最后一種方式,即曲線的斜率均趨于零.THG0KTHG0KTHG0K整理ppt上圖中給出三種不同的趨近方式,實(shí)驗(yàn)的結(jié)果支持最后一種方式,8
1906年,德國(guó)化學(xué)家奈斯特(Nernst,W.)研究化學(xué)反應(yīng)在低溫下的性質(zhì)時(shí)得到一個(gè)結(jié)論;任何凝聚系在等溫過程中的G和H隨溫度的降低是以漸近的方式趨于相等,并在0K時(shí)兩者不但相互會(huì)合,而且共切于同一水平線,即
7.2奈斯特?zé)岫ɡ碚韕pt
1906年,德國(guó)化學(xué)家奈斯特(Nernst,9奈斯特假設(shè)可表示為:“凝聚相體系在等溫過程的熵變,隨熱力學(xué)溫度而趨于零”
(等溫過程)奈斯特?zé)岫ɡ?,也稱為熱力學(xué)第三定律整理ppt奈斯特假設(shè)可表示為:“凝聚相體系在等溫過程的熵變,隨熱力學(xué)溫107.3奈斯特?zé)岫ɡ淼闹匾普摻忉孯ichards實(shí)驗(yàn)結(jié)果及Thomson-Berthelot原則(用判斷化學(xué)反應(yīng)的方向性的原則)重要推論:(1)等溫過程中的G與H在T→0時(shí)彼此相等,即——說明在T→0等溫過程中G與H是等價(jià)的(2)等溫過程中的Cp隨熱力學(xué)溫度同趨于零整理ppt7.3奈斯特?zé)岫ɡ淼闹匾普摻忉孯ichards實(shí)驗(yàn)結(jié)果11(3)物質(zhì)的Cp和CV隨熱力學(xué)溫度同趨于零(4)下列四個(gè)關(guān)系是正確的整理ppt(3)物質(zhì)的Cp和CV隨熱力學(xué)溫度同趨于零(4)下列四個(gè)關(guān)系127.4熱力學(xué)第三定律的Planck表述及標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵普朗克于1911年提出:“在絕對(duì)零度時(shí),一切物質(zhì)的熵等于零”1920年,Lewis和Gibson加上完美晶體的條件,形成了熱力學(xué)第三定律的一種說法:“在熱力學(xué)溫度的零度時(shí),一切完美晶體的量熱熵等于零”
通過量熱方法物質(zhì)的所謂絕對(duì)熵(由可逆過程的熱溫商求得),這樣定出的熵實(shí)際上是量熱熵(隨溫度而變的熵),又稱為熱力學(xué)第三定律熵。整理ppt7.4熱力學(xué)第三定律的Planck表述及標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵普13定義一在恒定壓力下,把1mol處在平衡態(tài)的純物質(zhì)從0K升高到T的熵變稱為該物質(zhì)在T、p下的摩爾絕對(duì)熵定義二
在p?、T下的摩爾絕對(duì)熵稱為純物質(zhì)在T時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵,符號(hào)為S?m(T)7.4.1晶體的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵在恒定p?下,純物質(zhì)晶體的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變?yōu)?/p>
?整理ppt定義一在恒定壓力下,把1mol處在平衡態(tài)的純物定義二14設(shè)晶體在0K→T之間無相變,從0K→T積分上式得?根據(jù)Planck說法S?m(0K)=0,故得?求算晶體物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵公式7.4.2氣體物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵
1mol純物質(zhì)在恒定p?下,從0K的晶體→T時(shí)的氣體,一般經(jīng)過下面框圖所示的步驟(設(shè)晶體只有一種晶型)
整理ppt設(shè)晶體在0K→T之間無相變,從0K→T積分上式得?根據(jù)Pla15升溫晶體0KS?m(cr,0K)晶體熔點(diǎn)TfS?m(cr,Tf)液體TfS?m(l,Tf)液體沸點(diǎn)TbS?m(l,Tb)氣體TbS?m(g,Tb)氣體TS?m(g,T)理想氣體TS?m(ig,T)非理想修正熔化升溫氣化變溫?????整理ppt升溫晶體0K晶體熔點(diǎn)Tf液體Tf液體沸點(diǎn)Tb氣體Tb16Sm0是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下物質(zhì)的規(guī)定熵.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的規(guī)定為:溫度為T,壓力為1p0的純物質(zhì).量熱法測(cè)定熵的過程如圖:TS0S(熔)S(沸)熔點(diǎn)固體沸點(diǎn)液體從0~熔點(diǎn)測(cè)得固體的熵;
測(cè)定固體熔化過程的熵;測(cè)定液態(tài)段的熵;測(cè)定液體氣化的熵;測(cè)定氣態(tài)的熵.氣體TSm0整理pptSm0是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下物質(zhì)的規(guī)定熵.TS0S(熔)S(沸)熔17物質(zhì)在絕對(duì)零度附近時(shí),許多性質(zhì)將發(fā)生根本性的變化.1.物質(zhì)的熵趨于常數(shù),且與體積、壓力無關(guān)。 limT→0K(S/V)T=0 S→0
limT→0K(S/p)T=02. 熱脹系數(shù)趨于零: ∵ (V/T)p=-(S/p)T
∴ limT→0K(V/T)p=-limT→0K(S/p)T=0 故熱脹系數(shù):1/V(V/T)p0K時(shí)也趨于零.整理ppt物質(zhì)在絕對(duì)零度附近時(shí),許多性質(zhì)將發(fā)生根本性的變化.整理pp183. 等壓熱容與等容熱容將相同: Cp-CV=T(V/T)p(p/T)V
∵ (V/T)p→0 (T→0K) ∴ Cp-CV→0 (T→0K)4. 物質(zhì)的熱容在絕對(duì)零度時(shí)將趨于零: S=∫CV/TdT∵ S→0 (T→0K)∴CV必趨于零,否則limT→0KCV/T→∞ ∴ CV→0 (T→0K) Cp→0 (T→0K)
整理ppt3. 等壓熱容與等容熱容將相同:4. 物質(zhì)的熱容在絕對(duì)零度時(shí)19T0K時(shí),Cpm?
CVm?CV與溫度的三次方成正比:CV∝T3對(duì)于特定物質(zhì),Debye立方定律可寫成:Cpm?
CVm?=aT3此規(guī)律稱為T3定律.晶體物質(zhì)從0K→T時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變可由下式求算?整理pptT0K時(shí),Cpm?CVm?晶體物質(zhì)從20其次,有些物質(zhì)在0K附近并不是完美晶體,該無序狀態(tài)的熵稱為殘余熵,用量熱法測(cè)不出來,常用玻耳茲曼(Boltzmann)關(guān)系式對(duì)此估算。S=kln整理ppt其次,有些物質(zhì)在0K附近并不是完美晶體,該無序21絕對(duì)零度(absolutezero)整理ppt絕對(duì)零度(absolutezero)整理ppt22絕對(duì)零度(absolutezero)是熱力學(xué)的最低溫度,但此為僅存于理論的下限值。其熱力學(xué)溫標(biāo)寫成K,等于攝氏溫標(biāo)零下273.15度(-273.15℃)。在絕對(duì)零度下,原子和分子擁有量子理論允許的最小能量。絕對(duì)零度就是開爾文溫度標(biāo)(簡(jiǎn)稱開氏溫度標(biāo),記為K)定義的零點(diǎn);0K等于—273.15℃,而開氏溫度標(biāo)的一個(gè)單位與攝氏1度的大小是一樣的。
物質(zhì)的溫度取決于其內(nèi)原子、分子等粒子的動(dòng)能。根據(jù)麥克斯韋-玻爾茲曼分布,粒子動(dòng)能越高,物質(zhì)溫度就越高。理論上,若粒子動(dòng)能低到量子力學(xué)的最低點(diǎn)時(shí),物質(zhì)即達(dá)到絕對(duì)零度,不能再低。然而,絕對(duì)零度永遠(yuǎn)無法達(dá)到,只可無限逼近。因?yàn)槿魏慰臻g必然存有能量和熱量,也不斷進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換而不消失。所以絕對(duì)零度是不存在的,除非該空間自始即無任何能量熱量。在此一空間,所有物質(zhì)完全沒有粒子振動(dòng),其總體積并且為零。
整理ppt整理ppt231848年,英國(guó)科學(xué)家威廉·湯姆遜·開爾文勛爵(1824~1907)建立了一種新的溫度標(biāo)度,稱為絕對(duì)溫標(biāo),它的量度單位稱為開爾文(K)。這種標(biāo)度的分度距離同攝氏溫標(biāo)的分度距離相同。它的零度即可能的最低溫度,相當(dāng)于零下273攝氏度(精確數(shù)為-273.15℃),稱為絕對(duì)零度。因此,要算出絕對(duì)溫度只需在攝氏溫度上再加273即可。那時(shí),人們認(rèn)為溫度永遠(yuǎn)不會(huì)接近于0(K),但今天,科學(xué)家卻已經(jīng)非常接近這一極限了。物體的溫度實(shí)際上就是原子在物體內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)我們感到一個(gè)物體比較熱的時(shí)候,就意味著它的原子在快速運(yùn)動(dòng):當(dāng)我們感到一個(gè)物體比較冷的時(shí)候,則意味著其內(nèi)部的原子運(yùn)動(dòng)速度較慢。我們的身體是通過熱或冷來感覺這種運(yùn)動(dòng)的,而物理學(xué)家則是絕對(duì)溫標(biāo)或稱開爾文溫標(biāo)來測(cè)量溫度的。
整理ppt1848年,英國(guó)科學(xué)家威廉·湯姆遜·開爾文勛爵(1824~24按照這種溫標(biāo)測(cè)量溫度,絕對(duì)溫度零度(0K)相當(dāng)于攝氏零下273.15度(-273.15℃)被稱為“絕對(duì)零度”,是自然界中可能的最低溫度。在絕對(duì)零度下,原子的運(yùn)動(dòng)完全停止了,那么就意味著我們能夠精確地測(cè)量出粒子的速度(0)。然而1890年德國(guó)物理學(xué)家馬克斯·普朗克引入的了普朗克常數(shù)表明這樣一個(gè)事實(shí):粒子的速度的不確定性、位置的不確定性與質(zhì)量的乘積一定不能小于普朗克常數(shù),這是我們生活著的宇宙所具有的一個(gè)基本物理定律。(海森堡不確定關(guān)系)那么當(dāng)粒子處于絕對(duì)零度之下,運(yùn)動(dòng)速度為零時(shí),與這個(gè)定律相悖,因而我們可以在理論上得出結(jié)論,絕對(duì)零度是不可以達(dá)到的。整理ppt整理ppt25絕對(duì)零度是根據(jù)理想氣體所遵循的規(guī)律,用外推的方法得到的。用這樣的方法,當(dāng)溫度降低到-273.15℃時(shí),氣體的體積將減小到零。如果從分子運(yùn)動(dòng)論的觀點(diǎn)出發(fā),理想氣體分子的平均平動(dòng)動(dòng)能由溫度T確定,那么也可以把絕對(duì)零度說成是“理想氣體分子停止運(yùn)動(dòng)時(shí)的溫度”。以上兩種說法都只是一種理想的推理。事實(shí)上一切實(shí)際氣體在溫度接近-273.15℃時(shí),將表現(xiàn)出明顯的量子特性,這時(shí)氣體早已變成液態(tài)或固態(tài)??傊瑲怏w分子的運(yùn)動(dòng)已不再遵循經(jīng)典物理的熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)規(guī)律。通過大量實(shí)驗(yàn)以及經(jīng)過量子力學(xué)修正后的理論導(dǎo)出,在接近絕對(duì)零度的地方,分子的動(dòng)能趨于一個(gè)固定值,這個(gè)極值被叫做零點(diǎn)能量。這說明絕對(duì)零度時(shí),分子的能量并不為零,而是具有一個(gè)很小的數(shù)值。原因是,全部粒子都處于能量可能有的最低的狀態(tài),也就是全部粒子都處于基態(tài)。
整理ppt絕對(duì)零度是根據(jù)理想氣體所遵循的規(guī)律,用外推的方法得到的。用26世界最冷的地方整理ppt世界最冷的地方整理ppt27自然界最冷的地方不是冬季的南極,而是在布莫讓星云。那里的溫度為零下272攝氏度,是目前所知自然界中最寒冷的地方,成為“宇宙冰盒子”。事實(shí)上,布莫讓星云的溫度僅比絕對(duì)零度高1度多(零下273.15攝氏度)。這個(gè)“熱度”(因?yàn)閷?shí)際上我們談到的溫度總是在絕對(duì)零度之上)是作為宇宙起源的大爆炸留存至今的熱度,事實(shí)上,這是證明大爆炸理論最顯著有效的證據(jù)之一。整理ppt自然界最冷的地方不是冬季的南極,而是在布莫讓星云。那里的溫度28在實(shí)驗(yàn)室中人們可以做得更好,能進(jìn)一步地接近于絕對(duì)零度,從上個(gè)世紀(jì)開始,人們就已經(jīng)制成了能達(dá)到3K的制冷系統(tǒng),并且在10多年前,在實(shí)驗(yàn)室里達(dá)到的最低溫度已是絕對(duì)零度之上1/4度了,后來在1995年,科羅拉多大學(xué)和美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)研究所的兩位物理學(xué)家愛里克·科內(nèi)爾和卡爾威曼成功地使一些銣原子達(dá)到了令人難以置信的溫度,即達(dá)到了絕對(duì)零度之上的十億分之二十度(2×10^-8K)。他們利用激光束和“磁陷阱”系統(tǒng)使原子的運(yùn)動(dòng)變慢,我們由此可以看到,熱度實(shí)際上就是物質(zhì)的原子運(yùn)動(dòng)。非常低的溫度是可以達(dá)不到的,而且還要以尋求“阻止”每一單個(gè)原子運(yùn)動(dòng),就像打臺(tái)球一樣,要使一個(gè)球停住就要用另一個(gè)球去打它。弄明白這個(gè)道理,只要想一想下面這個(gè)事實(shí)就夠了。在常溫下,氣體的原子以每小時(shí)1600公里的速度運(yùn)動(dòng)著,而在3K的溫度下則是以每小時(shí)1米的速度運(yùn)動(dòng)著,而在20nK(2×10^-8K)的情況下,原子運(yùn)動(dòng)的速度就慢得難以測(cè)量了。在20nK下還可以發(fā)現(xiàn)物質(zhì)呈現(xiàn)的新狀態(tài),這在70年前就被愛因斯坦和印度物理學(xué)家玻色(1894~1974)預(yù)見了。事實(shí)上,在這樣的非常溫度下,物質(zhì)呈現(xiàn)的既不是液體狀態(tài),也不是固體狀態(tài),更不是氣體狀態(tài),而是聚集成唯一的“超原子”,它表現(xiàn)為一個(gè)單一的實(shí)體。
整理ppt在實(shí)驗(yàn)室中人們可以做得更好,能進(jìn)一步地接近于絕對(duì)零度,從上個(gè)29玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)是物質(zhì)的一種奇特的狀態(tài),處于這種狀態(tài)的大量原子的行為像單個(gè)粒子一樣。這里的“凝聚”與日常生活中的凝聚不同,它表示原來不同狀態(tài)的原子突然“凝聚”到同一狀態(tài)。要實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的該狀態(tài)一方面需要達(dá)到極低的溫度,另一方面還要求原子體系處于氣態(tài)。華裔物理學(xué)家朱棣文曾因發(fā)明了激光冷卻和磁阱技術(shù)制冷法而與另兩位科學(xué)家分享了1997年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)??茖W(xué)家說,他們希望利用新達(dá)到的最低溫度發(fā)現(xiàn)一些物質(zhì)的新現(xiàn)象,諸如在此低溫下原子在同一物體表面的狀態(tài)、在限定運(yùn)動(dòng)通道區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等。因發(fā)現(xiàn)了“堿金屬原子稀薄氣體的玻色-愛因斯坦凝聚”這一新的物質(zhì)狀態(tài)而獲得了2001年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的德國(guó)科學(xué)家沃爾夫?qū)た颂乩赵u(píng)價(jià)說,首次達(dá)到絕對(duì)零度以上1納開以內(nèi)的溫度是人類歷史上的一個(gè)里程碑。
整理ppt玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)是物質(zhì)的一種奇特的狀態(tài),處于這種狀態(tài)的大30絕對(duì)零度下時(shí)間是否會(huì)停止??整理ppt絕對(duì)零度下時(shí)間是否會(huì)停止??整理ppt31
當(dāng)在絕對(duì)零度時(shí),時(shí)間會(huì)停止?這個(gè)問題到底是對(duì)的還是錯(cuò)的?至今還是有爭(zhēng)議。
正方認(rèn)為(時(shí)間會(huì)停止):絕對(duì)零度在宇宙中是存在的,在宇宙的某些地方,當(dāng)巨大的能量被黑洞吸走時(shí)產(chǎn)生絕對(duì)零度,由于時(shí)間也是一種能量形式,所以在那一刻,時(shí)間也是停止的。宇宙中有存在絕對(duì)零度的地方,甚至有低于絕對(duì)零度的地方,那些低于絕對(duì)零度的情況由反物質(zhì)構(gòu)成。也就是說我們的分子運(yùn)動(dòng)需要提供能量,而反物質(zhì)運(yùn)動(dòng)則吸收能量,所以絕對(duì)零度可以達(dá)到,只不過我們沒有發(fā)現(xiàn),也沒法發(fā)現(xiàn)。正如數(shù)字有正負(fù),電流有正負(fù),性別有男女一樣,你憑什么說就沒有低于絕對(duì)零度的負(fù)溫度?科學(xué)家們都沒有否認(rèn)在絕對(duì)零度時(shí)刻,就是時(shí)間的起源之前時(shí)空的可知性,你又憑什么斷定在0度之下的溫度不存在?就像速度達(dá)到光速時(shí)時(shí)間會(huì)停止,再快就倒著走。那如果速度達(dá)到了0km/s。那么時(shí)間的狀態(tài)又會(huì)改變。
整理ppt當(dāng)在絕對(duì)零度時(shí),時(shí)間會(huì)停止?這個(gè)問題到底是對(duì)的還是錯(cuò)32
反方認(rèn)為(時(shí)間不會(huì)停止):從哲學(xué)角度說,物質(zhì)的靜止和運(yùn)動(dòng)都是相對(duì)的,時(shí)間如果記錄著物質(zhì)的發(fā)展和變化的話,它記錄物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),那么可不可以記錄物質(zhì)的靜止?fàn)顟B(tài)?絕對(duì)零度下,不是一切都停止了,停止的只是物質(zhì)的分子運(yùn)動(dòng),所以,綜上所述,絕對(duì)零度下的時(shí)間肯定還是運(yùn)動(dòng)的。除非這個(gè)世界里,時(shí)間不再存在??墒侨绻钪娴娜课镔|(zhì)都是絕對(duì)零度那么時(shí)間也應(yīng)該停止了吧!事實(shí)上,在絕對(duì)零度時(shí),物體是不存在運(yùn)動(dòng)不存在能量的,此時(shí)物體保持了一個(gè)相對(duì)于非絕對(duì)零度物體的絕對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。時(shí)間更多時(shí)候時(shí)候它是一種形式,是存在于我們感知范圍內(nèi)的單位,因而在絕對(duì)零度時(shí),相對(duì)時(shí)間是取決于你的認(rèn)證方式的。另外,當(dāng)?shù)竭_(dá)絕對(duì)零度時(shí),空間會(huì)發(fā)生扭曲。
整理ppt反方認(rèn)為(時(shí)間不會(huì)停止):整理ppt33擴(kuò)充材料——關(guān)于超導(dǎo)的有關(guān)知識(shí)整理ppt擴(kuò)充材料——關(guān)于超導(dǎo)的有關(guān)知識(shí)整理ppt34沒有電阻的導(dǎo)線——超導(dǎo)1911年,荷蘭萊頓大學(xué)的卡茂林-昂尼斯意外地發(fā)現(xiàn),將汞冷卻到-268.98°C時(shí),汞的電阻突然消失;后來他又發(fā)現(xiàn)許多金屬和合金都具有與上述汞相類似的低溫下失去電阻的特性,由于它的特殊導(dǎo)電性能,卡茂林-昂尼斯稱之為超導(dǎo)態(tài).卡茂林由于他的這一發(fā)現(xiàn)獲得了1913年諾貝爾獎(jiǎng).
整理ppt沒有電阻的導(dǎo)線——超導(dǎo)1911年,荷蘭萊頓大學(xué)的卡茂林-昂尼35
實(shí)驗(yàn)在一個(gè)淺平的錫盤中,放入一個(gè)體積很小但磁性很強(qiáng)的永久磁體,然后把溫度降低,使錫盤出現(xiàn)超導(dǎo)性,這時(shí)可以看到,小磁鐵竟然離開錫盤表面,慢慢地飄起,懸空不動(dòng).觀察整理ppt實(shí)驗(yàn)在一個(gè)淺平的錫盤中,放入一個(gè)體積很小但磁性很強(qiáng)的永久36什么是超導(dǎo)體?
零電阻
將超導(dǎo)體冷卻到某一臨界溫度(TC)以下時(shí)電阻突然降為零的現(xiàn)象稱為超導(dǎo)體的零電阻現(xiàn)象。不同超導(dǎo)體的臨界溫度各不相同。例如,汞的臨界溫度為4.15K,而高溫超導(dǎo)體YBCO的臨界溫度為94K。整理ppt什么是超導(dǎo)體?
零電阻
將超導(dǎo)體冷卻到某一臨界溫度(TC)以37超導(dǎo)研究的理論
倫敦方程BCS理論約瑟夫森效應(yīng)NbTi和Nb3Sn高溫超導(dǎo)體整理ppt超導(dǎo)研究的理論
整理ppt38超導(dǎo)的應(yīng)用利用超導(dǎo)體的抗磁性可以實(shí)現(xiàn)磁懸浮。這種超導(dǎo)懸浮在工程技術(shù)中是可以大大利用的,超導(dǎo)懸浮列車就是一例。讓列車懸浮起來,與軌道脫離接觸,這樣列車在運(yùn)行時(shí)的阻力降低很多,沿軌道“飛行”的速度可達(dá)500公里/小時(shí)。
整理ppt超導(dǎo)的應(yīng)用利用超導(dǎo)體的抗磁性可以實(shí)現(xiàn)磁懸浮。這種超導(dǎo)懸浮在工39超導(dǎo)的應(yīng)用整理ppt超導(dǎo)的應(yīng)用整理ppt40超導(dǎo)的其它應(yīng)用整理ppt超導(dǎo)的其它應(yīng)用整理ppt41超導(dǎo)體研究近況
自從高溫超導(dǎo)材料發(fā)現(xiàn)以后,一陣超導(dǎo)熱席卷了全球??茖W(xué)家還發(fā)現(xiàn)鉈系化合物超導(dǎo)材料的臨界溫度可達(dá)125K,汞系化合物超導(dǎo)材料的臨界溫度則可達(dá)135K。如果將汞置于高壓條件下,其臨界溫度將能達(dá)到難以置信的164K。1997年,研究人員發(fā)現(xiàn),金銦合金在接近絕對(duì)零度時(shí)既是超導(dǎo)體同時(shí)也是磁體。1999年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)釕銅化合物在45K時(shí)具有超導(dǎo)電性。由于該化合物獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu),它在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存貯中的應(yīng)用潛力將非常巨大。
這些令人鼓舞的發(fā)現(xiàn)激發(fā)了科學(xué)家進(jìn)一步探索超導(dǎo)理論和至今為止依然沒有被人發(fā)現(xiàn)的新型超導(dǎo)材料的興趣和決心,并且為了對(duì)自然界有更深的認(rèn)識(shí)和超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用的美好前景,一定會(huì)有更多有志者投身于超導(dǎo)事業(yè)中。整理ppt超導(dǎo)體研究近況
自從高溫超導(dǎo)材料發(fā)現(xiàn)以后,一陣超導(dǎo)熱席卷42謝謝!整理ppt謝謝!整理ppt43熱力學(xué)第三定律
TheThirdLawofthermodynamics整理ppt熱力學(xué)第三定律
TheThirdLawoftherm44熱力學(xué)第三定律
TheThirdLawofthermodynamics熱力學(xué)第三定律是獨(dú)立于熱力學(xué)第一、二定律之外的一個(gè)熱力學(xué)定律,是研究低溫現(xiàn)象而得到的。它的主要內(nèi)容是奈斯特?zé)岫ɡ?,或絕對(duì)零度不能達(dá)到原理。整理ppt熱力學(xué)第三定律
TheThirdLawoftherm45
熱力學(xué)第二定律只定義了過程的熵變,而沒有定義熵本身.熵的確定,有賴于熱力學(xué)第三定律的建立.1902年美國(guó)科學(xué)家雷查德(T.W.Richard)在研究低溫電池反應(yīng)時(shí)發(fā)現(xiàn):電池反應(yīng)的G和H隨著溫度的降低而逐漸趨于相等,而且兩者對(duì)溫度的斜率隨溫度同趨于一個(gè)定值:零整理ppt熱力學(xué)第二定律只定義了過程的熵變,而沒有定義熵本身.46由熱力學(xué)函數(shù)的定義式,G(吉布斯自由能)和H(焓)當(dāng)溫度趨于絕對(duì)零度時(shí),兩者必會(huì)趨于相等:
G=H-TS limG=H-limTS=H (T→0K)雖然兩者的數(shù)值趨于相同,但趨于相同的方式可以有所不同.雷查德的實(shí)驗(yàn)證明對(duì)于所有的低溫電池反應(yīng),G均只會(huì)以一種方式趨近于H.整理ppt由熱力學(xué)函數(shù)的定義式,G(吉布斯自由能)和H(焓)當(dāng)溫47吉布斯函數(shù)介紹:1875年,美國(guó)耶魯大學(xué)數(shù)學(xué)物理學(xué)教授吉布斯(JosiahWillardGibbs)發(fā)表了“論多相物質(zhì)之平衡”的論文。他在熵函數(shù)的基礎(chǔ)上,引出了平衡的判據(jù);提出熱力學(xué)勢(shì)的重要概念,用以處理多組分的多相平衡問題;導(dǎo)出相律,得到一般條件下多相平衡的規(guī)律。吉布斯的工作,奠定了熱力學(xué)的重要基礎(chǔ)。
吉布斯函數(shù)(Gibbsfunction),系統(tǒng)的熱力學(xué)函數(shù)之一。又稱熱力勢(shì)、自由焓、吉布斯自由能等。符號(hào)G,定義為:G=H-TS式中H、T、S分別為系統(tǒng)的焓、熱力學(xué)溫度(開爾文溫度K)和熵。吉布斯函數(shù)是系統(tǒng)的廣延性質(zhì),具有能量的量綱。由于H,S,T都是狀態(tài)函數(shù),因而G也必然是一個(gè)狀態(tài)函數(shù)。整理ppt吉布斯函數(shù)介紹:整理ppt48當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生變化時(shí),G也隨之變化。其改變值△G,稱為體系的吉布斯自由能變,只取決于變化的始態(tài)與終態(tài),而與變化的途徑無關(guān):△G=G終一G始按照吉布斯自由能的定義,可以推出當(dāng)體系從狀態(tài)1變化到狀態(tài)2時(shí),體系的吉布斯自由能變?yōu)椋骸鱃=G2一Gl=△H一△(TS)對(duì)于等溫條件下的反應(yīng)而言,有T2=T1=T則△G=△H一T△S上式稱為吉布斯一赫姆霍茲公式(亦稱吉布斯等溫方程)。由此可以看出,△G包含了△H和△S的因素,若用△G作為自發(fā)反應(yīng)方向的判據(jù)時(shí),實(shí)質(zhì)包含了△H和△S兩方面的影響,即同時(shí)考慮到推動(dòng)化學(xué)反應(yīng)的兩個(gè)主要因素。因而用△G作判據(jù)更為全面可靠。而且只要是在等溫、等壓條件下發(fā)生的反應(yīng),都可用△G作為反應(yīng)方向性的判據(jù),而大部分化學(xué)反應(yīng)都可歸人到這一范疇中,因而用△G作為判別化學(xué)反應(yīng)方向性的判據(jù)是很方便可行的。整理ppt當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生變化時(shí),G也隨之變化。其改變值△G,稱為體系的吉布49吉布斯函數(shù)化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性判斷:考慮ΔH和ΔS兩個(gè)因素的影響,可分為以下四種情況1)ΔH<0,ΔS>0;ΔG<0正向自發(fā)。2)ΔH>0,ΔS<0;ΔG>0正向非自發(fā)。3)ΔH>0,ΔS>0;升溫至某溫度時(shí),ΔG由正值變?yōu)樨?fù)值,高溫有利于正向自發(fā)。4)ΔH<0,ΔS<0;降溫至某溫度時(shí),ΔG由正值變?yōu)樨?fù)值,低溫有利于正向自發(fā)。
整理ppt吉布斯函數(shù)化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性判斷:考慮ΔH和ΔS兩個(gè)因素的影響50上圖中給出三種不同的趨近方式,實(shí)驗(yàn)的結(jié)果支持最后一種方式,即曲線的斜率均趨于零.THG0KTHG0KTHG0K整理ppt上圖中給出三種不同的趨近方式,實(shí)驗(yàn)的結(jié)果支持最后一種方式,51
1906年,德國(guó)化學(xué)家奈斯特(Nernst,W.)研究化學(xué)反應(yīng)在低溫下的性質(zhì)時(shí)得到一個(gè)結(jié)論;任何凝聚系在等溫過程中的G和H隨溫度的降低是以漸近的方式趨于相等,并在0K時(shí)兩者不但相互會(huì)合,而且共切于同一水平線,即
7.2奈斯特?zé)岫ɡ碚韕pt
1906年,德國(guó)化學(xué)家奈斯特(Nernst,52奈斯特假設(shè)可表示為:“凝聚相體系在等溫過程的熵變,隨熱力學(xué)溫度而趨于零”
(等溫過程)奈斯特?zé)岫ɡ?,也稱為熱力學(xué)第三定律整理ppt奈斯特假設(shè)可表示為:“凝聚相體系在等溫過程的熵變,隨熱力學(xué)溫537.3奈斯特?zé)岫ɡ淼闹匾普摻忉孯ichards實(shí)驗(yàn)結(jié)果及Thomson-Berthelot原則(用判斷化學(xué)反應(yīng)的方向性的原則)重要推論:(1)等溫過程中的G與H在T→0時(shí)彼此相等,即——說明在T→0等溫過程中G與H是等價(jià)的(2)等溫過程中的Cp隨熱力學(xué)溫度同趨于零整理ppt7.3奈斯特?zé)岫ɡ淼闹匾普摻忉孯ichards實(shí)驗(yàn)結(jié)果54(3)物質(zhì)的Cp和CV隨熱力學(xué)溫度同趨于零(4)下列四個(gè)關(guān)系是正確的整理ppt(3)物質(zhì)的Cp和CV隨熱力學(xué)溫度同趨于零(4)下列四個(gè)關(guān)系557.4熱力學(xué)第三定律的Planck表述及標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵普朗克于1911年提出:“在絕對(duì)零度時(shí),一切物質(zhì)的熵等于零”1920年,Lewis和Gibson加上完美晶體的條件,形成了熱力學(xué)第三定律的一種說法:“在熱力學(xué)溫度的零度時(shí),一切完美晶體的量熱熵等于零”
通過量熱方法物質(zhì)的所謂絕對(duì)熵(由可逆過程的熱溫商求得),這樣定出的熵實(shí)際上是量熱熵(隨溫度而變的熵),又稱為熱力學(xué)第三定律熵。整理ppt7.4熱力學(xué)第三定律的Planck表述及標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵普56定義一在恒定壓力下,把1mol處在平衡態(tài)的純物質(zhì)從0K升高到T的熵變稱為該物質(zhì)在T、p下的摩爾絕對(duì)熵定義二
在p?、T下的摩爾絕對(duì)熵稱為純物質(zhì)在T時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵,符號(hào)為S?m(T)7.4.1晶體的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵在恒定p?下,純物質(zhì)晶體的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變?yōu)?/p>
?整理ppt定義一在恒定壓力下,把1mol處在平衡態(tài)的純物定義二57設(shè)晶體在0K→T之間無相變,從0K→T積分上式得?根據(jù)Planck說法S?m(0K)=0,故得?求算晶體物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵公式7.4.2氣體物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵
1mol純物質(zhì)在恒定p?下,從0K的晶體→T時(shí)的氣體,一般經(jīng)過下面框圖所示的步驟(設(shè)晶體只有一種晶型)
整理ppt設(shè)晶體在0K→T之間無相變,從0K→T積分上式得?根據(jù)Pla58升溫晶體0KS?m(cr,0K)晶體熔點(diǎn)TfS?m(cr,Tf)液體TfS?m(l,Tf)液體沸點(diǎn)TbS?m(l,Tb)氣體TbS?m(g,Tb)氣體TS?m(g,T)理想氣體TS?m(ig,T)非理想修正熔化升溫氣化變溫?????整理ppt升溫晶體0K晶體熔點(diǎn)Tf液體Tf液體沸點(diǎn)Tb氣體Tb59Sm0是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下物質(zhì)的規(guī)定熵.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的規(guī)定為:溫度為T,壓力為1p0的純物質(zhì).量熱法測(cè)定熵的過程如圖:TS0S(熔)S(沸)熔點(diǎn)固體沸點(diǎn)液體從0~熔點(diǎn)測(cè)得固體的熵;
測(cè)定固體熔化過程的熵;測(cè)定液態(tài)段的熵;測(cè)定液體氣化的熵;測(cè)定氣態(tài)的熵.氣體TSm0整理pptSm0是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下物質(zhì)的規(guī)定熵.TS0S(熔)S(沸)熔60物質(zhì)在絕對(duì)零度附近時(shí),許多性質(zhì)將發(fā)生根本性的變化.1.物質(zhì)的熵趨于常數(shù),且與體積、壓力無關(guān)。 limT→0K(S/V)T=0 S→0
limT→0K(S/p)T=02. 熱脹系數(shù)趨于零: ∵ (V/T)p=-(S/p)T
∴ limT→0K(V/T)p=-limT→0K(S/p)T=0 故熱脹系數(shù):1/V(V/T)p0K時(shí)也趨于零.整理ppt物質(zhì)在絕對(duì)零度附近時(shí),許多性質(zhì)將發(fā)生根本性的變化.整理pp613. 等壓熱容與等容熱容將相同: Cp-CV=T(V/T)p(p/T)V
∵ (V/T)p→0 (T→0K) ∴ Cp-CV→0 (T→0K)4. 物質(zhì)的熱容在絕對(duì)零度時(shí)將趨于零: S=∫CV/TdT∵ S→0 (T→0K)∴CV必趨于零,否則limT→0KCV/T→∞ ∴ CV→0 (T→0K) Cp→0 (T→0K)
整理ppt3. 等壓熱容與等容熱容將相同:4. 物質(zhì)的熱容在絕對(duì)零度時(shí)62T0K時(shí),Cpm?
CVm?CV與溫度的三次方成正比:CV∝T3對(duì)于特定物質(zhì),Debye立方定律可寫成:Cpm?
CVm?=aT3此規(guī)律稱為T3定律.晶體物質(zhì)從0K→T時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變可由下式求算?整理pptT0K時(shí),Cpm?CVm?晶體物質(zhì)從63其次,有些物質(zhì)在0K附近并不是完美晶體,該無序狀態(tài)的熵稱為殘余熵,用量熱法測(cè)不出來,常用玻耳茲曼(Boltzmann)關(guān)系式對(duì)此估算。S=kln整理ppt其次,有些物質(zhì)在0K附近并不是完美晶體,該無序64絕對(duì)零度(absolutezero)整理ppt絕對(duì)零度(absolutezero)整理ppt65絕對(duì)零度(absolutezero)是熱力學(xué)的最低溫度,但此為僅存于理論的下限值。其熱力學(xué)溫標(biāo)寫成K,等于攝氏溫標(biāo)零下273.15度(-273.15℃)。在絕對(duì)零度下,原子和分子擁有量子理論允許的最小能量。絕對(duì)零度就是開爾文溫度標(biāo)(簡(jiǎn)稱開氏溫度標(biāo),記為K)定義的零點(diǎn);0K等于—273.15℃,而開氏溫度標(biāo)的一個(gè)單位與攝氏1度的大小是一樣的。
物質(zhì)的溫度取決于其內(nèi)原子、分子等粒子的動(dòng)能。根據(jù)麥克斯韋-玻爾茲曼分布,粒子動(dòng)能越高,物質(zhì)溫度就越高。理論上,若粒子動(dòng)能低到量子力學(xué)的最低點(diǎn)時(shí),物質(zhì)即達(dá)到絕對(duì)零度,不能再低。然而,絕對(duì)零度永遠(yuǎn)無法達(dá)到,只可無限逼近。因?yàn)槿魏慰臻g必然存有能量和熱量,也不斷進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換而不消失。所以絕對(duì)零度是不存在的,除非該空間自始即無任何能量熱量。在此一空間,所有物質(zhì)完全沒有粒子振動(dòng),其總體積并且為零。
整理ppt整理ppt661848年,英國(guó)科學(xué)家威廉·湯姆遜·開爾文勛爵(1824~1907)建立了一種新的溫度標(biāo)度,稱為絕對(duì)溫標(biāo),它的量度單位稱為開爾文(K)。這種標(biāo)度的分度距離同攝氏溫標(biāo)的分度距離相同。它的零度即可能的最低溫度,相當(dāng)于零下273攝氏度(精確數(shù)為-273.15℃),稱為絕對(duì)零度。因此,要算出絕對(duì)溫度只需在攝氏溫度上再加273即可。那時(shí),人們認(rèn)為溫度永遠(yuǎn)不會(huì)接近于0(K),但今天,科學(xué)家卻已經(jīng)非常接近這一極限了。物體的溫度實(shí)際上就是原子在物體內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)我們感到一個(gè)物體比較熱的時(shí)候,就意味著它的原子在快速運(yùn)動(dòng):當(dāng)我們感到一個(gè)物體比較冷的時(shí)候,則意味著其內(nèi)部的原子運(yùn)動(dòng)速度較慢。我們的身體是通過熱或冷來感覺這種運(yùn)動(dòng)的,而物理學(xué)家則是絕對(duì)溫標(biāo)或稱開爾文溫標(biāo)來測(cè)量溫度的。
整理ppt1848年,英國(guó)科學(xué)家威廉·湯姆遜·開爾文勛爵(1824~67按照這種溫標(biāo)測(cè)量溫度,絕對(duì)溫度零度(0K)相當(dāng)于攝氏零下273.15度(-273.15℃)被稱為“絕對(duì)零度”,是自然界中可能的最低溫度。在絕對(duì)零度下,原子的運(yùn)動(dòng)完全停止了,那么就意味著我們能夠精確地測(cè)量出粒子的速度(0)。然而1890年德國(guó)物理學(xué)家馬克斯·普朗克引入的了普朗克常數(shù)表明這樣一個(gè)事實(shí):粒子的速度的不確定性、位置的不確定性與質(zhì)量的乘積一定不能小于普朗克常數(shù),這是我們生活著的宇宙所具有的一個(gè)基本物理定律。(海森堡不確定關(guān)系)那么當(dāng)粒子處于絕對(duì)零度之下,運(yùn)動(dòng)速度為零時(shí),與這個(gè)定律相悖,因而我們可以在理論上得出結(jié)論,絕對(duì)零度是不可以達(dá)到的。整理ppt整理ppt68絕對(duì)零度是根據(jù)理想氣體所遵循的規(guī)律,用外推的方法得到的。用這樣的方法,當(dāng)溫度降低到-273.15℃時(shí),氣體的體積將減小到零。如果從分子運(yùn)動(dòng)論的觀點(diǎn)出發(fā),理想氣體分子的平均平動(dòng)動(dòng)能由溫度T確定,那么也可以把絕對(duì)零度說成是“理想氣體分子停止運(yùn)動(dòng)時(shí)的溫度”。以上兩種說法都只是一種理想的推理。事實(shí)上一切實(shí)際氣體在溫度接近-273.15℃時(shí),將表現(xiàn)出明顯的量子特性,這時(shí)氣體早已變成液態(tài)或固態(tài)。總之,氣體分子的運(yùn)動(dòng)已不再遵循經(jīng)典物理的熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)規(guī)律。通過大量實(shí)驗(yàn)以及經(jīng)過量子力學(xué)修正后的理論導(dǎo)出,在接近絕對(duì)零度的地方,分子的動(dòng)能趨于一個(gè)固定值,這個(gè)極值被叫做零點(diǎn)能量。這說明絕對(duì)零度時(shí),分子的能量并不為零,而是具有一個(gè)很小的數(shù)值。原因是,全部粒子都處于能量可能有的最低的狀態(tài),也就是全部粒子都處于基態(tài)。
整理ppt絕對(duì)零度是根據(jù)理想氣體所遵循的規(guī)律,用外推的方法得到的。用69世界最冷的地方整理ppt世界最冷的地方整理ppt70自然界最冷的地方不是冬季的南極,而是在布莫讓星云。那里的溫度為零下272攝氏度,是目前所知自然界中最寒冷的地方,成為“宇宙冰盒子”。事實(shí)上,布莫讓星云的溫度僅比絕對(duì)零度高1度多(零下273.15攝氏度)。這個(gè)“熱度”(因?yàn)閷?shí)際上我們談到的溫度總是在絕對(duì)零度之上)是作為宇宙起源的大爆炸留存至今的熱度,事實(shí)上,這是證明大爆炸理論最顯著有效的證據(jù)之一。整理ppt自然界最冷的地方不是冬季的南極,而是在布莫讓星云。那里的溫度71在實(shí)驗(yàn)室中人們可以做得更好,能進(jìn)一步地接近于絕對(duì)零度,從上個(gè)世紀(jì)開始,人們就已經(jīng)制成了能達(dá)到3K的制冷系統(tǒng),并且在10多年前,在實(shí)驗(yàn)室里達(dá)到的最低溫度已是絕對(duì)零度之上1/4度了,后來在1995年,科羅拉多大學(xué)和美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)研究所的兩位物理學(xué)家愛里克·科內(nèi)爾和卡爾威曼成功地使一些銣原子達(dá)到了令人難以置信的溫度,即達(dá)到了絕對(duì)零度之上的十億分之二十度(2×10^-8K)。他們利用激光束和“磁陷阱”系統(tǒng)使原子的運(yùn)動(dòng)變慢,我們由此可以看到,熱度實(shí)際上就是物質(zhì)的原子運(yùn)動(dòng)。非常低的溫度是可以達(dá)不到的,而且還要以尋求“阻止”每一單個(gè)原子運(yùn)動(dòng),就像打臺(tái)球一樣,要使一個(gè)球停住就要用另一個(gè)球去打它。弄明白這個(gè)道理,只要想一想下面這個(gè)事實(shí)就夠了。在常溫下,氣體的原子以每小時(shí)1600公里的速度運(yùn)動(dòng)著,而在3K的溫度下則是以每小時(shí)1米的速度運(yùn)動(dòng)著,而在20nK(2×10^-8K)的情況下,原子運(yùn)動(dòng)的速度就慢得難以測(cè)量了。在20nK下還可以發(fā)現(xiàn)物質(zhì)呈現(xiàn)的新狀態(tài),這在70年前就被愛因斯坦和印度物理學(xué)家玻色(1894~1974)預(yù)見了。事實(shí)上,在這樣的非常溫度下,物質(zhì)呈現(xiàn)的既不是液體狀態(tài),也不是固體狀態(tài),更不是氣體狀態(tài),而是聚集成唯一的“超原子”,它表現(xiàn)為一個(gè)單一的實(shí)體。
整理ppt在實(shí)驗(yàn)室中人們可以做得更好,能進(jìn)一步地接近于絕對(duì)零度,從上個(gè)72玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)是物質(zhì)的一種奇特的狀態(tài),處于這種狀態(tài)的大量原子的行為像單個(gè)粒子一樣。這里的“凝聚”與日常生活中的凝聚不同,它表示原來不同狀態(tài)的原子突然“凝聚”到同一狀態(tài)。要實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的該狀態(tài)一方面需要達(dá)到極低的溫度,另一方面還要求原子體系處于氣態(tài)。華裔物理學(xué)家朱棣文曾因發(fā)明了激光冷卻和磁阱技術(shù)制冷法而與另兩位科學(xué)家分享了1997年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。科學(xué)家說,他們希望利用新達(dá)到的最低溫度發(fā)現(xiàn)一些物質(zhì)的新現(xiàn)象,諸如在此低溫下原子在同一物體表面的狀態(tài)、在限定運(yùn)動(dòng)通道區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等。因發(fā)現(xiàn)了“堿金屬原子稀薄氣體的玻色-愛因斯坦凝聚”這一新的物質(zhì)狀態(tài)而獲得了2001年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的德國(guó)科學(xué)家沃爾夫?qū)た颂乩赵u(píng)價(jià)說,首次達(dá)到絕對(duì)零度以上1納開以內(nèi)的溫度是人類歷史上的一個(gè)里程碑。
整理ppt玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)是物質(zhì)的一種奇特的狀態(tài),處于這種狀態(tài)的大73絕對(duì)零度下時(shí)間是否會(huì)停止??整理ppt絕對(duì)零度下時(shí)間是否會(huì)停止??整理ppt74
當(dāng)在絕對(duì)零度時(shí),時(shí)間會(huì)停止?這個(gè)問題到底是對(duì)的還是錯(cuò)的?至今還是有爭(zhēng)議。
正方認(rèn)為(時(shí)間會(huì)停止):絕對(duì)零度在宇宙中是存在的,在宇宙的某些地方,當(dāng)巨大的能量被黑洞吸走時(shí)產(chǎn)生絕對(duì)零度,由于時(shí)間也是一種能量形式,所以在那一刻,時(shí)間也
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