本报讯 科学家早就发现,当物体小到单个原子级别的时候就不再具有温度,也就是说,温度的概念对于微小物体而言是不存在的。但是,英国萨里大学的研究人员日前公布的最新发现称,即使是较大一些的物体(如碳纳米管),其温度同样难以测量。
在日常生活中,热能会由高处向低处传递,形成热量平衡,这就是为什么我们手中的玻璃杯握一会儿就会变热。现实世界缩小到原子世界时,温度的概念就会失效,这是由于原子的波动性使得热能无法传递达到平衡。研究人员一直试图找到这个失效的界线,即物体究竟在小到什么程度———几千个原子、几百个原子还是几个原子时,其温度就会无法测量。
研究小组负责人奥特威·赫斯指出,现有的纳米技术可以将材料缩小到几千个原子的级别,由此制造出的微型电子元件中,一个高温度的原子就可能会和一个低温度的原子排列在一起,并且彼此之间没有热传递现象。如果我们在两端测量一个直径10微米的纳米管,那么两端的温度不一定相同。而在某些特殊情况下,即使是比较大的物体也会被认为没有温度。例如,长度为10厘米的硅结晶的温度只比绝对零度(约为-273.15度)高不到1摄氏度,几乎没有热能。另外,材料和环境不同,温度失效的临界点也会随之发生改变。
牛津大学的物理化学专家彼得·阿特金斯认为,这种热量不传递性会使材
< 1 > < 2 >
|