绝对零度为什么是零下273.15

绝对零度是热力学三定律的衍生概念，其具体推导过程，笔者不必搬砖，读者可以自搜。

深刻领会并灵活运用热力学第一定律或能量守恒定律来理解绝对零度才是物理人与理工男应有的学养。

不过这很难，如果死读书、读死书或迷信某些不自洽的理论学说的话。

显然，T≤0不存在。据称，2.725K之宇宙微波背景温度，可谓最低的自然温度。

而朱棣文激光制冷的T₀=1nK，可谓最低的人造温度，有T₀=10⁻⁹K→0K“逼同法则”。

所谓逼同法则，即根据可实证的可预见的物理逻辑，把极限参量几乎等同于一个无穷大变量或无穷小变量，进而简化物理数学的操作。

▲大家看看上面的这个关于拉格朗日量的超长公式有什么用呢？大自然是这样玩弄人类的吗？

探讨有形物质的零点参数

当T₀→0K时，既有电子的最低运动速度：v₀→0，也有光子的最低运动频率：f₀→0。

说v₀→0是电子最低的震荡速度，因为实体物质的热力学行为，都可以是核外电子的震荡行为。

根据热一有：v₀²=3kT₀/m，式中，m是电子质量：v₀²=3×1.38×10⁻²³×10⁻⁹÷(9.1×10⁻³¹)，即：v₀²=0.04544，则：v₀=0.2136米/秒。

这个v₀意味着：库仑力不可消灭，电子震荡的远核点进动速度，不可能低于约0.2米/秒。

同理，质子震荡的最低进度速度为v₀/1838= 0.11毫米/秒，这个数量级与实验值几乎一致。

激光冷效应本质是“绝对真空”，氢原子内空间的零点动能：E₀=½mv₀²=2.1×10⁻³²J。

对应的零点能密：ρ₀=E₀/(4.2R³)，R=52.9皮米是氢原子半径，故：ρ₀=0.034J/m³。

探讨无形物质的零点参数

当T₀→0K时，意味着光子震荡的最低频率(f₀)，因为热传播行为，最终都是电磁波的震荡。

根据热力学第一定律或能量守恒定律，有光子的一系列动力学参数：

零点频率：f₀=1.5kT₀/h=0.31Hz，

零点波长：λ₀=c/f₀=10⁹米=100万千米。

零点半径：r₀=λ₀/2π=1.53×10⁸米=15万千米。

零点能密：σ₀=hf₀/4.2r₀³ =1.37×10⁻⁵⁹J/m³，

零点质密：ρ₀=m/4.2r₀³=6.1×10⁻⁵¹kg/m³，式中，m是光子的固有质量=电子质量。

笔者认为，没有费米子的空间，是绝对真空，也叫真空场(=场物质=场介质=场)。

场的基本单元=场量子=光量子=光子=引力子。真空是充满了没有空隙的不同频率的场量子。

场量子密度=场密度。实体内空间的场密度很大，质子密度>>电子密度>>原子密度。实体外空间的密度很小，玻色子密度<<费米子密度。

色空亦空是宇宙大法则：真空也是物质，其量化处理的场量子，有共同的质量与速度，有不同的频率/半径/能量/体积/质密。

小结：

绝对零度既规定费米子震荡动能不能为零的下限，也规定玻色子震荡频率不能为零的下限。

逼同法则的零点参数，对基于低温效应的新能源工作原理与工程计算，有极重要的意义。

简单来说，通过理论和实验，可以得到绝对零度约为零下273.15摄氏度。至于这个结果是怎么得到的，先来简单了解一下为什么会有绝对零度的概念。粒子的热运动会让物体产生温度，所以温度在本质上其实是用于度量粒子的热运动剧烈程度。粒子的热运动越不剧烈，对应的温度也会越低。当粒子完全静止，热运动完全停下来之时，温度将会下降到最低值，这就是绝对零度。

不过，无论从相对论的角度，还是从量子力学的角度，粒子都不可能完全静止，所以绝对零度是无法达到的温度下限。在相对论看来，绝对静止是不存在的，因为没有绝对空间，静止都是相对而言的。而在量子力学看来，如果粒子绝对静止，那它们的位置和动量就能同时确定下来，这就违背了不确定性原理——无法同时测得粒子的位置和动量。根据热力学中的查理定律，在理想气体的体积保持一定的情况下，理想气体的压强（P）和温度（T，热力学温度）两者成正比，或者说它们的比值是一个常数（C），相应的表达式如下：P/T=C在体积维持恒定的情况下，可以测量出气体的压强和温度之间的关系。再基于最小二乘法，能够拟合出关于压强和温度关系的直线方程：

接下来，将直线外推到横坐标上，不同气体最终都会交于一点，这样就能得到绝对零度约为零下273.15摄氏度。另一方面，根据热力学中的盖-吕萨克定律，在理想气体的压强保持一定的情况下，理想气体的体积（V）和温度（T）两者成正比，由此也能推导出绝对零度的大小。在热力学中，绝对零度被定义为0开氏度。所以开氏温标与摄氏温标的转换关系为：开氏温标=摄氏温标+273.15。