温度とは、システムがどれだけの熱エネルギーを持っているかを示す尺度である。 この測定は、動き回っているすべての原子や分子がある量の運動エネルギー(と、それより明らかに少ない位置エネルギー)を持っていることを意味する。 あるシステムのすべての分子(または原子)が完全に動きを止めたとき、そのシステムは限りなく冷たくなる。
数値的には、これは 0 K、-273.15°C、または -459.67°F と書かれます。理想気体の法則が意味をなすためには、温度が絶対スケール(ケルビンなど)で測定されなければならないため、絶対零度の考えは、理想気体の法則において気体分子から利用できるエネルギーがどのくらいかを理解するのに効果的です。 さらに、絶対零度の考え方は、黒体放射(特定の温度で物体から放射されるエネルギー量)や熱機関の最大可能効率(カルノー効率と呼ばれる)の物理にも関わっています。 地球の平均温度は約15℃で288Kとなる。温室効果ガスによって地球の温度が1%上昇すると、0.15度上がるのではなく、2.88度上がるのである。 ケルビンも摂氏も同じ度数だが、ケルビンは絶対温度(ゼロ点が本当にゼロであること)、摂氏は相対温度(ゼロ点が科学者によって任意に選ばれること)である。 このため、気温は0.15度ではなく、2.88度上昇することになる。
熱力学は、絶対零度に到達することは不可能であることを示していますが、物理学者はそれに非常に近いところまで到達しています。 レーザー冷却と磁気トラッピングを使って、原子を数 nK (10-9 K) の温度まで下げて、ボース・アインシュタイン凝縮を形成する実験が行われています。 これがどれほどの温度かを知るために、温度計を紀元前ビクトリアからニューファンドランドのセントジョンズまで(7500 km)伸ばしたものを想像してみてください(図1参照)。
- 293 K (20°C) 室温 – ビクトリアのダウンタウン
- 273 K (0°C) 水の凍結 – BC-アルバータ州境
- 0 K – セントジョンズ・ニューファンドランドのダウンタウンの港
- 1 nK – 港から 0.026 mm, 砂粒より小さい距離で温度計の端から見て!
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- Temperature
- Celsius
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- Climate
- Thermal energy
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- 2.0 2.1 2.2 ウィンストン・スミス。 “The Importance of Absolute Zero In Science: An Introduction” Accessed Dec.10, 2018. 入手先:https://www.brighthubeducation.com/science-homework-help/111787-importance-of-absolute-zero/
- Janet Larsen. “Global Temperature” Accessed Dec.10, 2018. 入手先:http://www.earth-policy.org/indicators/C51