絶対零度とは何か？絶対零度が何度なのかをわかりやすく図で解説！

このページでは絶対零度とは何か。また、絶対零度が何度を表しているのかをわかりやすく図で解説しています。

１．絶対零度とは

結論から言ってしまうと絶対零度(ぜったいれいど)とは、”それ以上下がることのできない物質の温度”です。

絶対零度を温度で表すと、摂氏(せっし)温度で”-273.15[℃](例として冷凍庫で-18[℃]、液体窒素で-196[℃])”で、華氏(かし)温度で”-459.67[℉]”になります。

(摂氏温度は”日本で最もよく使われている温度”で、華氏温度は”アメリカなどでよく使われている温度”)

また、絶対零度の名前の由来として「絶対温度(ぜったいおんど)」(単位は[K]ケルビン)という摂氏温度とは別の尺度が元になっており、絶対温度という尺度における最低の温度が0[K]で表されます

つまり絶対温度における最低の温度が0度(＝0[K])なので、「絶対温度における零度(0度)＝絶対零度」、と名付けられています。

絶対零度は”それ以上下がることのできない物質の温度”を意味しますが、これは「絶対零度＝物質を構成している原子・分子の動き(運動)が完全に止まっている状態」を指します。

まず物質は原子・分子(鉄であれば鉄原子(＝Fe)、水であれば水分子(＝H₂O))と呼ばれる小さい粒が繋がり合ってできており、物質の温度はその物質を構成している原子・分子の動きの速さ(＝激しさ)によって決まっています。

(物質を構成している原子・分子同士は実際に繋がっているわけではなく、「原子・分子同士が繋がり合う＝原子・分子同士の引き合う力によって互いの動きを拘束し合っている」イメージ)

上図のように物質の温度と原子・分子の動きの速さには、「物質を構成している原子・分子の動きが速い(＝激しい)ほどその物質の温度は高くなる」、反対に「物質を構成している原子・分子の動きが遅い(＝穏やか)とその物質の温度は低くなる」という関係があります。

そのため原子・分子の動きが止まってしまうとそれ以上その物質の温度は下がりようがないので、「絶対零度(それ以上下がることのできない物質の温度：-273.15[℃])＝物質を構成している原子・分子の動き(運動)が完全に止まっている状態」を指す、というわけです。

(ただ量子力学では「不確定性原理」により「零点振動(れいてんしんどう)」を続けることから原子・分子の動きが完全に止まることはないため、絶対零度への到達は理論的に不可能とされている)

以上が「絶対零度とは何か？絶対零度が何度なのかをわかりやすく図で解説！」でした。

これまで説明したことをまとめますと、

絶対零度とは、”それ以上下がることのできない物質の温度”。
絶対零度を温度で表すと、摂氏(せっし)温度で”-273.15[℃]”で、華氏(かし)温度で”-459.67[℉]”。
物質の温度はその物質を構成している原子・分子の動きの速さ(＝激しさ)によって決まっているため、「絶対零度＝物質を構成している原子・分子の動き(運動)が完全に止まっている状態」を指す。