温度
読み:おんど
外語:temperature
暖かさ、冷たさの度合。
目次
概要
振動
低温
高温
特徴
温度
温度目盛
素粒子
補足
概要
振動
温度は、実際には(
分子
などの)粒子の振動の激しさ(振動エネルギー)である。
温度が低いほど振動は少なくなり、温度が高いほど振動が激しくなる。
低温
温度が低いほど振動は少なくなるということは、温度を下げ続ければ、いつかは振動が無くなる温度になる、ということが想定される。つまり、温度には下限が存在する。
マクロ物理学としては、理論上、温度が極限まで低ければ粒子の振動は止まる。これが温度の下限であり、この温度を絶対零度(
絶対温度
0度)として定義する。絶対零度は−273.15℃に相当する。
但し、
量子力学
などの世界では、絶対零度であっても不確定性原理により粒子は振動を続けており、分子の運動が0になることはない。しかし、そうであっても絶対零度より低い温度は存在しない。
高温
温度が高いほど振動の
エネルギー
は大きくなる。また、粒子の速度も上がる。
例えば
核融合
に必要となる1億℃以上の
重水素
の
プラズマ
だと、重水素原子核は約910km/s(786.2km/cBeat)にもなり、1秒間で東京から
四国
や九州まで到達できる速度になる。
この温度では、電子は約5.5荳km/s(47520.4km/cBeat)にもなり、1秒間で地球を1.4周してしまう速さとなる。
温度に上限があるのかは定かではないが、電子の速度が
光速
を超えられないという点で、上限があるものと思われる。
特徴
温度
沸点
(
気相
と
液相
の平衡状態)
融点
(液相と
固相
の平衡状態)
凝固点
(同上)
三重点
(液相、気相、固相が平衡状態)
露点
(はじめて
結露
する温度)
温度目盛
温度をどのように数値で表わすか、という尺度を
温度目盛
という。
国際単位系
では
絶対温度
が公式で、
摂氏温度目盛
が併用される。アメリカでは今も
華氏温度目盛
が常用されている。
素粒子
素粒子の世界では、温度を
電子ボルト
(eV)で表わすことがある。
これは物質中の粒子が持つ平均運動エネルギーをボルツマン定数k/10
23
J/Kを単位として計ったものである。
もし粒子が平均して1eVのエネルギーを持つと、温度は11,600Kにもなる。
夏の
気温
は300K前後だが、この時の粒子のエネルギーは僅か26meVに過ぎないと計算できる。
補足
温度は上述の通り、絶対零度つまり−273.15℃が最低である。上限は理論上無いが、しかしものには限度があろう。
そんな中、創作では無茶な高温あるいは低温が多数見つかる。現実の温度を併記しつついくつかを紹介する。
ゼットンの火の玉: 1兆度
(地上での核融合に必要な温度が1億度)
(太陽の中心部が1500万度)
(太陽のコロナが100万度以上)
ジャミラの炎: 100万度
初代ウルトラマンのスペシウム光線: 35万度
(太陽の表面が6千度)
(絶対零度)
←ここ重要
仮面ライダー2号の怪人、トドギラーの冷凍シュート: マイナス300度
プロレスの星アステカイザーの敵、ジェセル・ハンターの冷気: マイナス700度
トドギラーのマイナス300度は、ショッカーは摂氏ではなく華氏を使用しているため、華氏マイナス300度を摂氏に換算すると−184℃になる、という
逃げの設定が存在するらしい
。ちなみにアメリカのSF映画「リディック」では、実際に華氏マイナス300度の
惑星
が登場する。-184℃は、おおむね
液体窒素
の温度である。
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