为什么0开尔文无法达到?

时间:2022-09-14 10:41:50   作者:
这是不可能实现的,因为它违反了热力学第三定律。第三定律:当温度接近0时,系统的任何外部参数的变化导致的熵变趋于0。

其结果是,任何达到绝对零度的过程都必须花费无限多的步骤(如果它是一个离散的系列步骤)或无限多的时间(如果它是一个平滑的连续过程)。这是第三定律的另一种表述方式。

为什么0开尔文无法达到

例如,考虑一个普通的冰箱,它的工作原理是从冷容器中泵出热量到较温暖的环境中。为什么你不能把所有的热量都泵出去,然后就结束了呢?随着冰箱内部的温度比室温越来越低,效率接近于零。冰箱的效率是要做多少功才能引起固定的温度变化。

如果房间里的温度已经比冰箱里的温度低,那么你可以不做任何工作就降低室内温度,事实上,它会自发地发生,你甚至会恢复一些能量。如果房间比冰箱里面热,那么温差越大,你就必须做更多的工作来进一步降低温度,这个过程就会更低效。

当冰箱内部的温度接近绝对零度时,需要做的功就接近无穷大。要工作,你需要电源,这就是为什么冰箱必须插在墙上。你想让冰箱越冷,它需要从墙上吸取的能量就越多。如果你想把它冷却到绝对零度,不幸的是,你需要无限的能量,换句话说:你的电力公司不会对你满意的!在那之前很久,你就会导致整个电网断电,没人能用上电。

激光冷却或其他你能想到的技术也会发生类似的事情。基本上,你越接近绝对零度,就越难达到它。
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