簡単にわかる「絶対零度」が存在する理由!なぜ-273℃以下の温度はないの?理系ライターがわかりやすく解説
この記事ではまず「温度」の概念からおさらいし、「なぜ温度の下限=絶対零度が存在するか」を理系ライターのR175と共に明らかにしていきます。
ライター/R175
関西のとある理系国立大出身。エンジニアの経験があり、身近な現象と理科の教科書の内容をむずびつけるのが趣味。教科書の内容をかみ砕いて説明していく。
1.温度の下限
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世の中で一番冷たい物は何だと思いますか?アイスクリームは冷凍庫で保管していますが、せいぜい-20℃程度。冬の北海道は場所によれば-30℃程度には到達。さらに、地球上の観測史上最低気温が-90℃程度。皮膚科でイボを焼いたり、理科の実験で瞬間冷却したりする時に使う「液体窒素」が-200℃程度。世の中探し回ればそれなりに低温の物がありますが、実は「それ以上冷やすことが出来ない」温度が存在します(絶対零度)。
「絶対零度」という刑事ドラマがありますが、その由来は「コールドケース」という別の話に似ているので「コールド」をイメージした「絶対零度」にした、または未解決事件を「凍りついた事件」と見立てて「絶対零度」というネーミングにしたという説もあります。
物理で言う「絶対零度」も、「冷たい(=あらゆる物から熱を奪う)」、未解決事件のごとく「凍り付いて何も動きがない」というイメージです。
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2.温度の定義
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熱い冷たいといった温度の定義は物体を構成する分子の「運動エネルギー」。要するに動きが激しい物ほど熱い、動いてない物ほど冷たいということ。
物体を拡大してみましょう。全ての物体は何らかの分子の組み合わせで構成されています。温度に関係するのは、物体そのものの動きではなく、この小さな分子の運動エネルギー。たとえ物体そのものは停止していても、それを構成する分子は少なからず動いています。止まっていることはありません。仮に全ての分子が止まっていたら、それこそ「絶対零度」の状態になるのです。
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