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標題: 温度极限 [打印本頁]

作者: a13971240 時間: 2022-8-5 17:25
標題: 温度极限
关键词：温度、辐射、绝对零度、黑体、核心温度
温度是分子平均动能的标志，从能量的角度看温度是物质的微观物质运动的表观。温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标，它规定了温度的读数起点。
温度本身是一种能量，能量的产生和物质组成有着密不可分的联系，当物质微粒运动得越快，释放出的能量也就越强，这一变化最直观的反映就是温度升高了，因此所有物质均具有温度，但能量没有温度，能量需要质能转换后才能具有温度。
所有物质均具有温度，不存在温度为绝对零度的物质。所有物质均进行辐射，所有物质均能进行双向（辐射与吸收光）交换能量，绝对零度意味着双向交换能量的过程处于绝对平衡状态，否则物质可能因能量减少而低于绝对零度，这是无法存在的平衡。
通过假想理想气体的实验可以得出绝对零度，通过分子晶格振动也可以推导出绝对零度，但是温度的上限无法通过以上方法得出。
随着温度的升高，在高温下物质气化，再升高温度时分子间呈游离态，再升高时变为原子核游离状态，如热核反应时，再升高时无法观测或计算物质的状态。温度降低时我们可以观测到对称性缺失、电磁转换、放射性缺失、物质固化、超导永磁化。
重核裂变可以产生超高温，轻核聚变可以产生超高温，并且在微观状态下同时产生超高压，微观状态下高压是高温的补充（犹如向轮胎充气温度与压力同时升高），超高热辐射产生高压，没有高压就没有高温。
辐射高压有上限，根据高压计算物质的温度，根据辐射光子的能量计算物质的色温，两者的合计方程可以计算出温度的上限，问题在于辐射高压是光子动量与光子密度流的乘积单位数，光子动量仅与温度有关，而光子密度流是单位面积可以通过的最大光子数，必须通过实验或计算得出。
按此计算得出的温度略高于实际温度，因为物质间还有引力相互作用。
温度足够高时物质渐变，基本粒子也将“汽化”成能量，因此超高温时物质完全成为能量，唯有超高压来维持物质的状态。
假设1010K为温度的上限，超过此温度物质将完全“汽化”成能量，此时辐射产生的背压将维持物质的温度压力，需要计算出粒子的基本动量，粒子的辐射动量与之相等，则温度到达最高平衡点。
高温（约107K以上，称为临界转变温度）与高压（约1016Pa以上，称为临界压力）是等效的，足够高的温度下物质将离子化，足够高的压力下物质将溶化，产生超流动性，离子化与溶化均表现为物质具有足够的流动性，转变温度与压力后两者表现为相同的型式。
同样根据宇宙背景温度的测量可以计算出估算宇宙的大小，但由于旋转的问题，只能按没有自旋的黑洞来计算，在宇宙内部无法测得宇宙的自转速度，电磁作用因假设宇宙是中性的，所以不需要考虑电磁相互作用。
温度与压力的转换关系：
P=εδΤ^4/C+（1-ε）δΤ^4（Τ/T0）^2/C
式中P为辐射压力，T为辐射物体温度，T0为恒星表面基本温度，ε为辐射系统，δ为斯特藩常量约为：5.67×10^-8W·m^-2·K^-4，C为光速。
按太阳表面温度作为恒星表面基本温度，则太阳表面的基本辐射压约为0.245Pa；而温度为太阳表面温度5000倍的辐射压约为1.91×10^21Pa。

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