经典理论都与量子理论“纠缠”,为何热力学是唯一例外?
若说研究局域化是致力于破坏空间平移不变性,研究时间晶体就是破坏热力学第一定律,那么讨论量子热机的出发点就是致力于破坏热力学第二定律,也就是熵增原理。在经典热机中,熵的作用永远是负面的,拥有最高效率的理想热机必须保持全过程可逆,熵保持不变。量子热机的本质就是要探讨将熵作为正面资源加以利用。要么是直接与...
热力学与量子力学在21世纪重新相遇
笔者认为,Jarzynski等式是量子热力学一个很好的切入点,未来我们不妨用DNA或其他更具标志性的生物大分子作为测量自由能的“标准器”,并据此定义更加微观的温度,作为基本物理量使用。自伽利略发明温度计至今,人类对于温度的研究已有四百多年,早于电、磁、光等其他学科。从热电偶到红外线,人类的测温手段日益丰富,然而横...
杨义峰:如汤探冷热——热的历史与热力学第零定律【云里·悟理-第...
绝对零度和它相伴的有一个叫做热力学第三定律热力学第三定律告诉我们什么呢?我们永远不能够达到绝对零度(热力学第三定律:绝对零度永远无法达到),也就是说“绝对零度”的定义了——我们宇宙的一个温度的极限状态,我们永远没有办法达到,我们只能无限地接近,但是永远没有办法达到绝对零度。没有办法达到绝对零度我们的...
温度和温度计中的物理学原理
热力学对温度的全部解答包含在热力学第零定律中。热力学第零定律:如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡,则它们彼此也必定处于热平衡。所以,热力学第零定律又称为热平衡定律。这里,热平衡是一个很重要的概念。它说明,如果两个系统达到了热平衡,这两个系统都不会有任何宏观的改变。下面...
「红外测温枪」是怎么测温的,靠谱吗?
19世纪科学家斯特藩和玻耳兹曼通过实验和计算得出了黑体辐射定律:MB(T)=σT4(σ为常数),这个定律告诉我们,单位时间从黑体单位面积上辐射出的总辐射能和其本身的热力学温度的4次方成正比。当然实际物体(非黑体)的辐射定律一般比较复杂,需借助于黑体的辐射定律来研究,主要是受物体的发射率影响,不同物体的...
测温仪背后的故事——红外探测器
大家可以看到,温度越高,黑体辐射光的强度就越大,峰值的位置就越靠近紫外区域(www.e993.com)2024年10月22日。那么,答案就呼之欲出了,如果探测到了人体的辐射强度和波谱分布,就完全可以反推出温度T!这就是测温仪测体温的原理。(人体虽不是黑体,却也遵循普朗克定律)。利用红外光探测人体温度究竟准不准?
极宽温区高精度荧光温度计设计新策略
该类温度计测温原理明确、技术简单、无需参照物。但受限于波尔兹曼原理,这一双激发态能级型荧光温度测试仅能用于非常有限的温度变化范围:较低的环境温度使两个激发态能级间的热平衡难以实现,较高的温度虽有利于两个激发态的热平衡,但只能获得较低的相对测温灵敏度和精度。是否有方法可以绕过这种热力学限制,在扩大温度...
超能课堂:热是什么?(上)
一、热学之旅启程热量不能自发地从低温物体转移到高温物体,或表述为:孤立系统的熵永远不会减少。这是人类史上最重要的物理定律之一,甚至可以把之一去掉,也被称为最令人绝望的物理定律——热力学第二定律,它揭示了我们这个世界终极演化的规律,也预示了宇宙残酷的未来。为什么这么讲,那一切都得从“热”说起。
伽利略是如何奠定近代科学的?| 贤说八道
测温仪(thermoscope,热+看)可看作是温度计(thermometer,热+量)的前身,能显示温度的变化,但未进行量化,没有具体的读数——温度计有读数的前提是要有温度的标度(temperaturescale),那需要热力学和别的物理学,初学热力学者应特别留意。简单的测温仪可以就是一个细长管支撑的玻璃泡,细长管的下端埋入水中。温度...
高分子表征技术专题——示差扫描量热法进展及其在高分子表征中的...
温度是表征物体冷热程度的物理量,它仅由系统内部的热运动状态决定,是系统中物质分子热运动强度的量度.热力学第零定律表明,所有互为热平衡的系统都存在一个共同的数值相同的态函数,这个态函数被称为温度,是一个强度量.热力学第零定律阐明了温度计的工作原理:在测量温度时,首先选择一个作为标准的测温物体,也就是...