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温度越高,分子运动越剧烈,那么从理论上说,如果分子温度高到一种程度,是不是将超越光速?

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/16 05:13:37
温度越高,分子运动越剧烈,那么从理论上说,如果分子温度高到一种程度,是不是将超越光速?
我们知道,温度有个低温下限-273.15摄氏度,但是很多人觉得,温度是不是没有一个上限,要多高就多高呢?显然不是,任何物理量都是有限的(无穷大的物理量被称为发散——是没有任何物理意义的),比如任何温度都不会超过宇宙大爆炸开始时刻的温度,所以不必担心分子的热运动速度会超越光速.
还有一个原因,那就是我们都知道的,分子速度越大(或者说分子的平均动能越大),反映的是分子热运动的速率越大,根据温度是分子平均动能的标志,分子的温度就越高,而分子温度若高到某个值,分子之间的分子力就会被挣脱,分子就会瓦解了.
根据分子动理论,分子的平均动能E=(3/2)*k*T=(1/2)*m*v^2==>v=sqrt(3*k*T/m)
k=1.38*10^(-23)J/K为玻尔兹曼恒量,10^(-27)kg,据大爆炸的标准模型,初始时刻最高温度数量级约为100亿开耳文=10^10K,计算(估算出)可得,分子热运动的最大速率~2×10^7m/s,约为光速的不到10分之一