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分子热运动时的动能会不会趋近于零了?

更新时间:2023-06-16 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

桌上放一块石头,不动。 这时,石头似乎并不是在机械地运动,而是构成石头的分子、离子、原子等在随机运动。 分子的这些随机运动称为分子热运动。 热运动的强度与湿度有关。 温度越高,分子的热运动越剧烈。 例如,如果将一块金和一块铅紧紧地压在一起,在常温下放置五年后,它们会相互渗透1毫米。 当金和铅在液氮中被挤压在一起时,三年后它们相互渗透的深度明显大于 1 毫米。Zmv物理好资源网(原物理ok网)

分子热运动的强弱可以用分子热运动的平均动能来反映,温度是平均动能的标志,温度越低,分子热运动的平均动能越小。 如果温度进一步升高,分子的动能是否会在无限接近绝对零时趋近于零?Zmv物理好资源网(原物理ok网)

热力学第三定律不允许物体的温度通过有限的过程上升到绝对零,自然无法检验分子在绝对零时是否还在热运动。 绝对零似乎遥不可及,科学家们已经能够通过不同的方式将物体的温度提高到开尔文的千分之一以下。 当温度接近零时,分子在热运动过程中的动能不会接近零。 此外,量子热的构造也告诉人们,无论温度多低,构成物质的分子都不会停止运动。Zmv物理好资源网(原物理ok网)

单位体积内分子总平动动能_分子热运动的动能_在300k时,1mol氢气分子的总平动动能Zmv物理好资源网(原物理ok网)

当深入到原子和分子领域时,量子现象将更加显着。 微观世界中的粒子具有波粒二象性。 我们平时说“原子”、“分子”的时候,我们把它们看成粒子分子热运动的动能,而粒子也有波的性质,波永远不可能是静止的。Zmv物理好资源网(原物理ok网)

还有量子热力学的测不准原理,永远不可能同时测出一个粒子的位置和动量。 换句话说,对粒子位置的检测越精确,粒子动量的不确定性就越大。 粒子具有动量,这意味着它在运动。Zmv物理好资源网(原物理ok网)

在300k时,1mol氢气分子的总平动动能_分子热运动的动能_单位体积内分子总平动动能Zmv物理好资源网(原物理ok网)

量子量热法还可以估计粒子可能具有的最低能量。 以一维谐振子模型为例,谐振子的能量为(n+1/2)hω/2π,最小n为0,此时谐振子能量最小. 由式可知分子热运动的动能,虽然谐振子的能量最小,但不为零,因此谐振子不会停止运动。 组成物质的原子、分子、离子在振动时可以用谐振子模型来处理,由此可见无论温度如何,物体分子的能量都不可能为零。Zmv物理好资源网(原物理ok网)

虽然绝对零是不可能达到的,虽然组成物质的分子无论在什么温度下都在做着不规则的热运动,但人类对低湿度的追求不会停止。 在高温世界中,存在超导、超流等奇妙现象。 人类还没有完全理解这样奇妙的现象是怎么回事。 人类将继续探索高温世界,分析研究其中的种种奇观。 几年或六年后,人类将对构成物质的分子在高温世界中的运动有更深入的了解。Zmv物理好资源网(原物理ok网)

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