题目

为什么在绝对零度时构成物质的所有分子和原子均停止运动?

提问时间：2020-07-24

答案

绝对零度表示那样一种温度,在此温度下,构成物质的所有分子和原子均停止运动.
这是绝对零度的定义.因此不存在为什么的问题,这就是一个定义.
根据范德瓦尔斯方程气体的压强与开尔文温标的温度成正比关系,且压强曲线与温度轴的交点（压强为0）算出来在-273.15℃,所以“理论上”热运动停止,由此规定了绝对温标（开尔文温标）.
按照这种温标测量温度,在绝对零度下,原子的运动完全停止了,并且从理论上讲,气体的体积应当是零.由此,人们就会明白为什么温度不可能降到这个标度之下,为什么事实上甚至也不可能达到这个标度,而只能接近它.
1995年,科罗拉多大学和美国国家标准研究所的两位物理学家爱里克·科内尔和卡尔威曼成功地使一些铷原子达到了令人难以置信的温度,即达到了绝对零度之上的十亿分之二十度（2×10-8K）.他们利用激光束和“磁陷阱”系统使原子的运动变慢,我们由此可以看到,热度实际上就是物质的原子运动.非常低的温度是可以达不到的,而且还要以寻求“阻止”每一单个原子运动,就像打台球一样,要使一个球停住就要用另一个球去打它.这了弄明白这个道理,只要想一想下面这个事实就够了.在常温下,气体的原子以每小时1600公里的速度运动着,而在3K的温度下则是以每小时1米的速度运动着,而在20nK（2×10-8K）的情况下,原子运动的速度就慢得难以测量了.从而从实验上验证了绝对温标与摄氏温标数值上的关系（相差273.15）.