2751.关于温度极限的思考

2011.12.30

绝对零度(absolute zero)是热力学的最低温度，但此为仅存于理论的下限值。其热力学温标写成K，等于摄氏温标零下273.15度（-273.15℃）。

　　绝对零度，是可能达到的最低温度。在绝对零度下，原子和分子拥有量子理论允许的最小能量。绝对零度就是开尔文温度标（简称开氏温度标，记为K）定义的零点；0K等于—273.15℃，而开氏温度标的一个单位与摄氏1度的大小是一样的。

物质的温度取决于其内原子、分子等粒子的动能。根据麦克斯韦-玻尔兹曼分布，粒子动能越高，物质温度就越高。理论上，若粒子动能低到量子力学的最低点时，物质即达到绝对零度，不能再低。然而，绝对零度永远无法达到，只可无限逼近。因为任何空间必然存有能量和热量，也不断进行相互转换而不消失。所以绝对零度是不存在的，除非该空间自始即无任何能量热量。在此一空间，所有物质完全没有粒子振动，其总体积并且为零。

既然有最低温度，那么有没有最高温度呢？我没有从书中看到，却看到许多关于恒星核心区域的温度高达数百万度的介绍，依据是什么呢？

我认为恒星核心区域的温度可能趋于绝对零度，因为高压可以制约分子的运动，而高端物质的相变如果是吸热反应的话，可能使恒星核心区域的温度趋于绝对零度。

我赞成不同化学元素的核裂变、核聚变可能产生和需要不同的温度，但一定有一个极限，只是我们还不知道，或不完全知道这些极限。

使化学元素离子化的温度，可能是不同化学元素的运动所能达到的最高温度，此时物质已经失去核外电子的束缚和连接，完全原子化（高度气化），通过试验应该可以逐一掌握它们，只是我们了解的化学元素和拥有的技术手段可能还非常有限，未必能够全部实现。

宇宙射线引发的地球大气边缘的核聚变达到的温度并不是很高，据说数千度而已，但是厚度很大，几乎是地球大气层理论厚度的百分之九十（按一千公里计算，向阳一面80公里以上为热层），因为是在类似真空环境中的原子和分子级别的核聚变，释放的温度也应该是相对均匀、可信的。而许多高端化学元素的核聚变据说是吸热反应，只能降低，而不是提高环境温度。所以，我质疑动辄数万、数十万、数百万度高温的说法。