1、應該是用非標準分析...實際上趨向于負絕對零度是最熱的，比正無窮大更熱……另外，溫度在正負無窮大處連續(xù)。

2、以下僅僅是資料↓= =---- 工程熱力學中提到的絕對溫度，都是絕對溫度零度以上的正絕對溫度。

3、但是，在20世紀50年代以后，在核磁共振和激光效應的研究，發(fā)現(xiàn)核自旋系統(tǒng)和激光系統(tǒng)中，粒子只具有基態(tài)和激發(fā)態(tài)兩種能量形態(tài)。

【資料圖】

4、在正絕對溫度條件下，激發(fā)態(tài)的粒子數(shù)多于基態(tài)的粒子數(shù)。

5、但是，在核自旋系統(tǒng)和激光系統(tǒng)中則相反，基態(tài)的粒子數(shù)卻超過了激發(fā)態(tài)的粒子數(shù)。

6、根據(jù)玻爾茲曼的粒子分布函數(shù)表示式，如果基態(tài)粒子（原子或分子）數(shù)大于激發(fā)態(tài)的粒子數(shù)，則絕對溫度應該為負值，即能夠出現(xiàn)負的絕對溫度。

7、 這是由于根據(jù)玻爾茲曼的粒子分布函數(shù)表達式，當絕對溫度高于無窮大時，才能實現(xiàn)激發(fā)態(tài)粒子數(shù)超過基態(tài)的粒子數(shù)，才能出現(xiàn)負絕對溫度。

8、也就是說，負絕對溫度系統(tǒng)的能量大于無窮大絕對溫度的能量，導致負絕對溫度實際上高于正絕對溫度。

9、 ---- 經(jīng)典熱力學中的溫度沒有最高溫度的概念，只有理論最低溫度“絕對零度”。

10、熱力學第三定律指出，“絕對零度”是無法通過有限次步驟達到的。

11、在統(tǒng)計熱力學中，溫度被賦予了新的物理概念——描述體系內(nèi)能隨體系混亂度（即熵）變化率的強度性質(zhì)熱力學量。

12、由此開創(chuàng)了“熱力學負溫度區(qū)”的全新理論領(lǐng)域。

13、通常我們生存的環(huán)境和研究的體系都是擁有無限量子態(tài)的體系，在這類體系中，內(nèi)能總是隨混亂度的增加而增加，因而是不存在負熱力學溫度的。

14、而少數(shù)擁有有限量子態(tài)的體系，如激光發(fā)生晶體，當持續(xù)提高體系內(nèi)能，直到體系混亂度已經(jīng)不隨內(nèi)能變化而變化的時候，就達到了無窮大溫度，此時再進一步提高體系內(nèi)能，即達到所謂“粒子布居反轉(zhuǎn)”的狀態(tài)下，內(nèi)能是隨混亂度的減少而增加的，因而此時的熱力學溫度為負值！但是這里的負溫度和正溫度之間不存在經(jīng)典的代數(shù)關(guān)系，負溫度反而是比正溫度更高的一個溫度！經(jīng)過量子統(tǒng)計力學擴充的溫標概念為：無限量子態(tài)體系：正絕對零度＜正溫度＜正無窮大溫度，有限量子態(tài)體系：正絕對零度＜正溫度＜正無窮大溫度＝負無窮大溫度＜負溫度＜負絕對零度。

15、正、負絕對零度分別是有限量子態(tài)體系熱力學溫度的下限和上限，均不可通過有限次步驟達到。

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