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全球变暖带来的温度上升和下降,你知道吗?

更新时间:2023-11-15 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

近来南方的天气三天比三天冷,通常到了12月份气温都早已是零下5到10℃左右了,而北方有些地区气温似乎相对较高,而且水温也开始平缓增长,通常应当是在零上5℃到10℃左右。RRj物理好资源网(原物理ok网)

气温的变化也是校服厚薄的变化,气温在生活中也是一个重要的穿衣参数。月球上所有的生物对于气温都有一个适应机制,气温假如过低或则过高就会对生物本身形成一定的影响。RRj物理好资源网(原物理ok网)

而目前人类在面临着全球变暖带来的气温上升,预计到了2100年,全球平均温度将上升1.4~5.8摄氏度左右!气温的上升和增长对于全球来说都是一个不好的现象。RRj物理好资源网(原物理ok网)

回过头,我们再来讨论气温这个概念。RRj物理好资源网(原物理ok网)

我们都晓得气温是表示物体冷热程度的一个数学量,而我们对气温的理解也是冷和热两个概念。它对生物体也有着不可忽略的作用。RRj物理好资源网(原物理ok网)

生物体包括人在内,对气温的敏感性还是比较大的。月球上几乎所有的生物都生活在零下几摄氏度到50摄氏度之间。RRj物理好资源网(原物理ok网)

当环境气温高于一个临界值,会造成生物代谢衰弱,蛋白质合成遇阻,脱水变性。RRj物理好资源网(原物理ok网)

低温则会破坏酶的活性,夏季没有胃口就是由于胃蛋白酶的活性很低,造成消化减弱。同时就会导致缺氧以及神经系统麻痹等病症。RRj物理好资源网(原物理ok网)

人的正常体温是37度左右,发烧发高热时温度会上升到40摄氏度,虽然是三度的差别,也足以对身体导致恶劣的伤害,可见人类有多么的脆弱。RRj物理好资源网(原物理ok网)

不仅气温对生物体的影响,在其他方面也是不可忽视的诱因之一。RRj物理好资源网(原物理ok网)

例如数学和物理中也有着非常的意义,数学中湿度是粒子运动的直接彰显,而在物理中不同水温下的物体是有着不一样的状态。RRj物理好资源网(原物理ok网)

室温计的原理就是热胀冷缩,当气温下降时,气温计内的物质都会膨胀,容积减小。体温降出来,容积又会降低。RRj物理好资源网(原物理ok网)

宏观上来讲水的密度和温度的关系,气温抒发的是物体的冷热程度,这也是人们对气温的最直观的抒发。RRj物理好资源网(原物理ok网)

然而对于人来说,冷和热都是相对的,用冷热程度来形容其实不合理。RRj物理好资源网(原物理ok网)

假定有三杯水,气温分别是0摄氏度,20摄氏度,40摄氏度。先把右手放在0度的水底,双手放在40度的水底,1分钟后,同时装入20度的水底,这时,你会发觉,右手给你的觉得是:这杯水是“热的”,而左手给你的觉得则是:这杯水是“冷的”。RRj物理好资源网(原物理ok网)

其实,仅通过冷热关系是难以精确描述体温的。RRj物理好资源网(原物理ok网)

于是科学家不得不找出,不受外界影响的单位来客观的描述气温这个数学量。RRj物理好资源网(原物理ok网)

摄氏度的出现在1742年,由美国天文学家安德斯·摄儿修斯提出的,经过几次改进后。最终把1个标准大气压下,纯净的冷水混和物的气温定义为0摄氏度,水的沸点定义为100摄氏度。并把中间的气温差平均分为100份,每一份就是1摄氏度。RRj物理好资源网(原物理ok网)

开尔文侯爵RRj物理好资源网(原物理ok网)

1848年,开尔文侯爵发表了一篇名为《关于一种绝对温标》(OnanScale),在论文中提及了“绝对的冷”的概念作为温标的零点(0K),也就是绝对零度,并使用摄氏度作为单位增量。通过测算得到绝对零度等于-273摄氏度。RRj物理好资源网(原物理ok网)

1954年,第十届全省计量会议(CGPM)把这个值订为-273.15摄氏度,这个值就是宇宙中湿度的下限值。RRj物理好资源网(原物理ok网)

有人可能会问了,为何体温会有一个下限值,莫非不可能更“冷”了吗?RRj物理好资源网(原物理ok网)

这时侯,我们再来了解一下体温的本质是哪些?RRj物理好资源网(原物理ok网)

刚才早已提及湿度是抒发物体冷热程度的数学量,如今我们从微观角度来看,气温是由物体分子热运动形成的,分子热运动越是剧烈,物体的气温就越高。湿度是物体分子间的平均动能的表现(注意是平均动能,而不是单个或多个分子,由于单个分子不存在室温)RRj物理好资源网(原物理ok网)

没错,这时物体的气温就达到了绝对零度,RRj物理好资源网(原物理ok网)

在这个气温下,粒子的动能和势能都降到了零,内能也为零,不与外界发生能量转化和,包括电子都停止了运动。RRj物理好资源网(原物理ok网)

学过数学的应当都晓得,粒子是在永不停息的做无规则运动,这就说明了粒子永远不会停止运动,这就意味着绝对零度只是一个理想值,现实中是难以达到的。RRj物理好资源网(原物理ok网)

还记得量子热学中的不确定性吗?就是说粒子的位置和动量是不可能被同时确定的,倘若粒子停止运动的话,这么其位置和速率是一个确定的值了,这样就把量子热学给推翻了!RRj物理好资源网(原物理ok网)

水密度与温度的关系公式_水的密度和温度的关系_水密度与温度的关系表RRj物理好资源网(原物理ok网)

目前科学家为了一次又一次的接近绝对零度,进行了多次实验,达到的气温早已和绝对零度的差别十分小了。其中比较知名的方式有以下:RRj物理好资源网(原物理ok网)

激光冷却法RRj物理好资源网(原物理ok网)

这些方式最早是由哈佛学院的T.W.汉森等人提出的一种构想,原理是使用多道激光将二氧化碳分子减速,因而减少分子的平均动能。RRj物理好资源网(原物理ok网)

当原子的量子态都汇聚成单一的量子态时,会呈现出玻色-爱因斯坦汇聚。这个实验须要的高温是1.7×10^-7K,1995年,埃里克·康奈尔和卡尔·威曼首次获得了玻色-爱因斯坦汇聚。也就是说她们成功创造出了1.7×10^-7K的高温环境。RRj物理好资源网(原物理ok网)

而最新实验表明,人类所创造出的最高温已然达到了-273.。RRj物理好资源网(原物理ok网)

说完了体温的下限,我们再来看看,气温的上限。RRj物理好资源网(原物理ok网)

可能在你们的印象中,几千摄氏度即使得上是低温了,例如太阳表面水温5770k以上。这是哪些概念呢?到目前为止,还没有任何物质能否承受这个气温。RRj物理好资源网(原物理ok网)

而我国的第一个原子弹在爆燃中心气温就达到了5000万摄氏度水的密度和温度的关系,再来说一下核弹的气温,据研究表明核弹可能会超过一亿摄氏度!再初一点,人类使用小型强子对撞机使粒子互相碰撞创造出5万五千亿摄氏度的低温。RRj物理好资源网(原物理ok网)

以上所说的气温可能在我们看来早已算得上高温中的低温了,然而如今要来说一下宇宙最低温。RRj物理好资源网(原物理ok网)

按照宇宙大爆燃假说,在138亿年前,宇宙由一个奇点发生大爆燃,之后形成了宇宙最低温,大概为1.417×10³²开尔文,也就是1.4亿亿亿亿开尔文。这么高的气温只存在了一个普朗克时间(5.39×10⁻⁴⁴s。过后宇宙再也未能诞生出这个气温,于是普朗克湿度就成了体温的上限值。RRj物理好资源网(原物理ok网)

最后我们来总结一下RRj物理好资源网(原物理ok网)

我们讨论完气温会发觉气温是个可以深入研究的化学量,首先气温是有范围的,绝对零度是气温的下限,它只是一个理论值,既不存在,也难以达到。气温最大值则是普朗克体温,它只在宇宙大爆燃之初,存在了刹那间。未来宇宙上将再也不会出现这么高的水温。RRj物理好资源网(原物理ok网)

室温的本质是物体分子热运动的剧烈程度,宇宙中所有的粒子都在永不停歇的进行着运动。虽然是宇宙背景幅射的气温也有3k。所以没有了物质,也就不存在室温这一说。RRj物理好资源网(原物理ok网)

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