Question

绝对零度如何确定为零下273.15摄氏度？

Answer 1

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。