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Sunday, April 16, 2006

『熱』極必『冷』


當數線兩端相接,的盡頭便是,有中國哲理「物極必反」味道。

物理學上,也有一個古怪現象:若温度不斷提高,在超越無限高温後,温度會變成負數!看來也真有「『熱』極必『冷』」這回事!

但不要給字面騙了,負温度其實比正温度更“”!

科學家量度氣温,不是用攝氏 °C 或華氏 °F,而是用開爾文溫標 K。0 K,相當於 -273.15 °C,稱為絕對零度,是低温的極限,一切動能將會消失; 然後1 K = 1 °C,遂級而上,冰點是 273.15 K,太陽表面是 5780 K,太陽中心是 1.3 × 106 K,黑洞温度是1.4×1032 K。

但甚麼是温度?有一個不太簡單的定義是:温度=熵(混亂程度)的變化/能量的變化。一般而言,能量的增加會導致熵的增加,因而有正數的温度;但在某些狀況(最混亂時?),能量增加反而導致熵減少,所以出現負數的温度。

甚麼是冷熱?這是相對的,能量是由較熱處流向較冷處。因為能量會由負温度處流向正温度處,所以負温度比正温度更熱!

當然,我們仍可以用温度的高低來定義冷熱,我們仍可以說「『熱』極必『冷』」,但卻失去如能量流動般的重要物理意義。

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