真空中具有温度吗

真空中具有温度吗?如果说温度的经典定义是正确的,那么,真空的温度一定是绝对零度吧!真空没有一个原子没有一个分子啊。如果说地面上很难得到真正的没有气体分子的真空,那么,我们完全可以利用现代的航天技术,在外太空真正真空的环境里封闭一个容器,回到地面进行实验;也完全可以直接在太空船上进行实验——给整个真空容器加热,分别测量容器壁与真空腔内的温度。
真空腔内没有分子,更不会有大量分子的无规则运动,然而,真空容器壁则由大量分子构成,而且这些分子在加热时做着剧烈的无规则运动,所以按温度的定义,真空腔内温度即使不是绝对零度也将十分趋近,容器壁的温度则一定远远地高于真空腔内的温度。笔者期待着实验结果。
也许会有人提出,真空腔内的温度计所测得不是真空腔的温度,而是温度计自身的温度!因为温度计本来就是由大量的原子分子构成,这些原子分子也总是永不停息地做着无规则的热运动!
这是一个非常好的问题,它的矛头直指向了温度的测量——温度计到底是什么?它是否一定要用大量原子分子构成的物体来做?而且为了准确地测量温度,测温物质的原子分子数量到
底是越多越好还是越少越好?当温度计放入被测环境(物体)时,温度计测温物质的原子分子对被测环境是否发生影响?……对于这些问题,大家是否曾经考虑过呢?
在我们还不知道电场、磁场实质的年代,我们已经曾经使用了检验电荷元与电流元来检验空间是否存在电场与磁场,还顺利地定义了电场强度与磁感应强度。相信,我们每一个人都非常明白为什么是电荷元与电流元?为什么要采用电荷元与ab胶管电流元来进行定义?为了下面叙述的方便,笔者在此还是重复罗嗦一遍吧。
所谓电场实际上是某个物体的虚体部分,它有一定的空间大小,也有一定的强度分布规律。如果我们所放入的检验电荷的电量较大,它的虚体部分空间大小也好强度也好都有可能盖过空间原来的电场,这时,空间的电场已经发生质的变化,已经不再是原来的电场了。因此放入的电荷就不再是检验这么简单了。
桃园采集在空间中或者物体上放入的温度计,其实质与上述的检验电荷相当类似,只是为了检验测量空间或者物体是的温度而已,所以,对于温度计,也必须有一定的要求。因为作为温度计的物质也具有一定的温度,也会吸收或者释放一定的热量,与被测环境(物体)发生热交换,直到热平衡为止温度计的读数就是被测环境(物体)的温度值。这显然是存在误差
的,温度计与环境的热交换改变了环境(物体)原来的温度值。为了改变这种状况,我们必须把温度计做得相当小,相对于被测环境(物体)而言,测温物质的影响可以忽略。所以,作为温度计,其测温物质的原子数量必须相当少,可以说原子数量越少对测量值影响越小,测量值就越准确。因此从测温物质的原子数量来说,温度绝对不是大量原子无规则运动剧烈程度的反映。
马铃薯馒头另外,从温度计测温物质的测温属性来看,通常我们均采用了测温物质的体积随温度的变化规律。在同一物态的情况下(除了在物态变化的临界点),我们发现物体体积的变化基本上与温度的变化成正比,无论是酒精温度计还是水银温度计还是理想气体温度计,其均匀的刻度均反映了这一非常重要的事实。这一重要的事实再次向人们召示,温度并不大量原子无规则运动剧烈程度的反映。在温度计这一狭小的空间内,其测温物质原子的运动受到一定的限制,实际上,即使是在一个非常大的容器中,物质原子的运动也同样受到限制,限制原子运动的不但有容器,更重要的是原子间的相互束缚——原子(原子运动实体)间的间隙相对于其运动实体而很小,原子运动实体不可能穿过其间的间隙发生运动,这是原子间最重要的束缚之一;任何一个原子必定有一部分进入了其他原子的虚体部分之中,从而具有由其他原子的虚体环境决定的属性运动,这是原子间最重要的束缚之二。有
了原子间相互的束缚,即使其他因素使容器空间环境发生瞬间不平衡的变化,也不可能使原子发生特别地无规则的属性运动,各个原子间也只能在其原有平衡位置附近发生无规则的振动。测温物质的体积变化是物质原子体积变化的宏观积累,与原子无规则的运动并没有很大的联系。所以,温度绝对不是大量原子无规则运动剧烈程度的反映。换言之,单一原子也具有温度,单一原子也可以测量温度。
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温度是什么?为什么单一原子也具有温度?为什么单一原子也可以测量温度?从原子的测温属性而言,温度是原子的体积,原子的体积越大,温度越高,反之则越低。然而是什么决定原子的体积大小?这里说的原子是指什么?笔者认为,原子应当是指包含其核外电子在内的原子运动实体及其虚体,所以,决定原子体积大小的主要因素是原子实体的大小,而原子实体的大小则由其最外层电子的运动半径决定,电子的运动半径通常又对应着一定的运动频率。通过这一系列的转化,原子的测温属性由原子的体积变为了原子核外电子绕核运动的频率(详见笔者《论绝对温度与气态方程》)。这也反映了温度对于原子物体而言的真实意义!
2  真空的温度
那么,真空有温度吗?如果没有,是不是凡是在大真空环境中的小物体的温度都为绝对零度?如果有,其温度反映的是什么实质?
要了解真空是否有温度,我们就必须首先了解温度计测温的实质——让温度计与被测环境(物体)进行充分地热交换,达到热平衡——这时,我们就有理由说测温物质的温度与被测环境(物体)的温度相等。如果被测环境是真空,关键的问题是,真空中有没有与测温物质交换的热量,热量又是什么?
笔者在诸多文章已经指出,所谓“热量”并不是一种什么特殊的能量,它实际上是一种波动的不平衡——中性子波动速度的时间不平衡,即在波动空间某固定位置的中性子的运动速度随时间发生变化,在该位置运动的电子,会因此做属性加速运动,能使物体原子的核外电子的运动速度增大,从而使原子的温度升高。当然这并不意味着在中性子波动的空间,测温物质原子的温度一定升高,因为原子除了在中性子波动环境中可能因环境属性运动而使其温度升高之外,其核外电子也在不断激发中性子产生中性子波动,把电子的动能转化为中性子波动的不平衡,使电子的温度不断地下降。所以,当原子核外电子对应的中性子波动内外转化为零时,原子核外电子的运动速率不再发生变化,其体积也好频率也好都不
再发生变化之时,其温度这才与真空环境空间达到一致,这时,测温物质原子的温度也就是真空环境的温度了!
也就是说,只要真空中存在中性子波动,放入真空中的测温物质就可以测得温度——真空中的温度!真空中的中性子波动强度越大,或者说中性子波动产生的不平衡程度越大,真空的温度将越高,否则将越低。所以,真空的温度所反映的实质是真空中性子波动的强度。
根据以上分析,笔者在郑重预言:距真空中某一热源距离越近,温度计读数越高。
3 分子无规则运动的机理
温度确实不是什么大量分子无规则运动剧烈程度的反映,在原子物体中,温度是原子核外电子绕核运动频率的反映,在真空中,温度则是中性子波动的强度的反映。那么,为什么会有温度越高,物体分子无规则运动的剧烈程度也越大呢?在此我们首先必须知道物体分子运动状态变化的根本原因。
笔者诸文章早已论述了物体运动状态变化的根本原因是其处于的环境因素,物体的加速运
动纯系环境属性,同样地,分子运动状态变化的根本原因也是环境属性。空间任何地方,都存在大量的阴阳电性子,而电性子不断地合成中性子,温度越高,合成运动越剧烈,然而这种合成运动是随机偶然的,并不是空间任何地方的合成速率都是相同的,因此,即使空间处处温度相同,使原子在空间失去因温度梯度产生的属性加速运动,但是也会在因电性子合成中性子的随机性造成空间各处中性子有瞬时的密度差,形成局部中性子密度梯度,在这个局部的原子或者分子,甚至是其他微粒,都会因此而发生属性运动。因为这种合成运动的随机偶然性,导致了中性子密度梯度方向的随机偶然性,也最终形成了粒子属性运动方向的随机偶然性,或者说是无规则性。
这就是分子无规则运动形成的机理。

本文发布于:2024-09-22 10:38:49,感谢您对本站的认可!

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