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Minus K/分析与考据

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分析与考据

凍符「マイナスK」 冻符「Minus K」 (负K)

  • マイナス(minus)
    • 英语:负;减去。
    • 代表「开尔文」的符号。
    • 开尔文是温度的计量单位,国际单位系的基本单位之一。国际单位制指定以开尔文温标作为热力学温度(热力学的主要参数之一,即温度的绝对测量量)的计量标度1
  • マイナスK(minus K)
    • 英语:负K,负开尔文。
    • 负温度
      • 开尔文温标的零点 [math]\displaystyle{ (0\,\mathrm K) }[/math] 是绝对零度,相当于零下 273.15 摄氏度 [math]\displaystyle{ (-273.15\,^\circ\mathrm C) }[/math],是热力学中的最低温度,此时粒子的动能最低。根据热力学定理,绝对零度永远无法达到,只可无限逼近,是仅存于理论的下限值2
      • 不过,如果使用温度更严格的一种定义,部分热力学系统是可以达到所谓的「负温度」的,即其热力学温度在开尔文温标上可以用负数表示,但这一定义并不与绝对零度冲突,「负温度」实际比「绝对零度」要「热」。更准确说,负温度比任何正温度都要「热」,热力学中可以证明热量会自发地从负温度系统流向正温度系统,这也正是「冷热」的定义。3
        • 这一定义表现为:
          [math]\displaystyle{ T=\left(\frac{\partial E}{\partial S}\right)_{N,V} }[/math]
          其中 [math]\displaystyle{ T }[/math] 为热力学温度,[math]\displaystyle{ E }[/math] 为能量,[math]\displaystyle{ S }[/math] 为熵,[math]\displaystyle{ N }[/math] 为粒子数,[math]\displaystyle{ V }[/math] 为系统体积,下标 [math]\displaystyle{ N,V }[/math] 表示在粒子数和体积都保持不变的情况下求偏导(变化率)。因此在粒子数与体积都不变时,如果系统能量 [math]\displaystyle{ E }[/math] 减少时其熵 [math]\displaystyle{ S }[/math] 增加,就可以根据定义得出 [math]\displaystyle{ T\lt 0 }[/math],即负温度。这种状态在一般的系统中不可能出现,只有在特殊设计的系统中才能实现,并且通常都不稳定,比如激光物理中的粒子数反转。
Corner bracket left sh1.svg
温度     无法测定
通过急速冷却使弹幕内部密度产生差异,从而导致弹幕龟裂并瞬间粉碎的符卡。
Corner bracket right sh1.svg
符卡表现为琪露诺先发出数量较少体形较大的弹幕,然后通过对其冷冻(减少能量)从而使其破裂,破裂后分散为大量的小型弹幕,因而弹幕区域这一系统的弹幕熵(混乱度)增加,符合上述负温度的情况。
  • 同时由于该种定义值与实际冷热值不符,因而「温度无法测定」。
  • 字面上听起来 [math]\displaystyle{ -\mathrm K }[/math] 要比 [math]\displaystyle{ 0\,\mathrm K }[/math] 冷,然而事实上却是相反,这一符卡命名有琪露诺对于自己冷冻程度的虚张声势的意味?

注释

  1. 中文维基百科:开尔文
  2. 中文维基百科:绝对零度
  3. 中文维基百科:负温度

参见

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