質問: 摂氏ではマイナス273.15度にあたる、全ての原子の振動が停止する最も低い温度を何というでしょう?
回答: 絶対零度

タイトル: 絶対零度 (曖昧さ回避)
絶対零度(ぜったいれいど、アブソリュートゼロ、英: Absolute zero)は、熱力学上の最低温度である摂氏−273.15度。

タイトル: 絶対零度
温度は、物質の熱振動をもとにして規定されているので、下限が存在する。それは、熱振動(原子の振動)が小さくなり、エネルギーが最低になった状態である。この時に決まる下限温度が絶対零度である。古典力学では、エネルギーが最低の状態とは、原子の振動が完全に止まった状態である。ただし量子力学では、不確定性原理のため、原子の振動が止まることはなく、エネルギーが最低の状態でも零点振動をしている。熱力学第三法則によれば、ある温度(0 Kよりも大きい温度)をもった物質を、有限回の操作で絶対零度に移行させることはできない。絶対零度に近い極低温では、より温度の高い状態では見られない現象がいくつか知られる。それらを扱う分野を低温物理学という。理想気体においては、状態方程式により0Kで圧力または体積が0となる。

タイトル: 絶対零度
絶対零度(ぜったいれいど、Absolute zero)は、絶対温度の下限で、理想気体のエントロピーとエンタルピーが最低値になった状態、つまり 0 Kを表す。セルシウス度(摂氏)で −273.15 °C、ファーレンハイト度(華氏)で −459.67 °Fである。絶対零度は最低温度とされるが、エンタルピーは0にはならない。統計力学では0 K未満の負温度が存在する。

タイトル: 絶対零度
ギヨーム・アモントンは温度計の研究の際に気体の温度と圧力の関係を調べて、空気の温度を下げていくと、ある温度で圧力がゼロになるはずだとの判断を得た。彼はその温度を −240 °C と推定した。彼は、圧力がマイナスの値をとれないことから、温度に何らかの下限があるのだと考えた。後にジャック・シャルルとジョセフ・ルイ・ゲイ=リュサックがこれをさらに進めてシャルルの法則を発見し、このときに絶対零度は −273 °C であることが示された。

タイトル: 室温
物理学においては、絶対温度において切りのよい数字である 300K (27°C)が室温とされる場合が多い。

タイトル: 温度
ニコラ・レオナール・サディ・カルノーは熱機関の効率には熱源と冷媒の間の温度差によって決まる上限があることを発見した。このことから熱力学第二法則についての研究が進んでいった。熱力学第二法則によれば外部から仕事がなされない限り、熱エネルギーは温度の高い物体から温度の低い物体にしか移動しない。ウィリアム・トムソンはカルノーサイクルで熱源と冷媒に出入りする熱エネルギーから温度目盛が構築できることを示した。これを熱力学温度目盛という。熱力学温度においては1つの定義定点はカルノーサイクルの効率が1となる温度であり、これは摂氏温度目盛で表せば−273.15 °Cである。熱力学第二法則によれば、この温度に到達するには無限の仕事が必要となり、それより低い温度は存在しない。そのため、この温度を絶対零度ともいう。熱力温度目盛ではこの絶対零度を原点(0 K)としている。

タイトル: 熱力学第零法則
氷点あるいは沸点の水と温度計(例えば水銀柱)とが熱平衡にある点を基準として、セルシウス度、華氏などの温度が定義された。

タイトル: 温度
統計力学によれば、温度は物質を構成する分子の乱雑な並進運動エネルギーの平均値として、五十嵐が導出した様に求めることができる。この様にして求めた温度は、熱力学温度と一致する。熱力学温度の零点(0ケルビン)は絶対零度と呼ばれ、分子の乱雑な並進運動が停止する状態に相当する。ただし絶対零度は極限的な状態であり、有限の操作で物質が絶対零度となることはない。また、量子力学的な不確定性があるため、絶対零度になっても分子の運動は止まることはない。しかし、このときの分子の運動は乱雑な並進運動ではない。このときの分子の運動は、量子力学的ゼロ点振動(ゼロ点運動)と呼ばれ、乱雑な運動ではないので、エントロピーには寄与しないので、絶対零度ではエントロピーはゼロであり、分子の乱雑な並進運動も停止しゼロとなる。温度は物質を構成する分子の乱雑な並進運動エネルギーの平均値だからである。

タイトル: 熱力学温度
多くの場合、熱力学温度と絶対温度は同義であるが、「絶対温度」という言葉の用法はまちまちであり「カルノーの定理や理想気体の状態方程式から定義できる自然な温度」を指すこともあれば、「温度単位としてケルビンを選んだ場合の温度」ないし「絶対零度を基準点とする温度」のようなより限定された意味で用いられることもある。気体分子運動論によれば分子が持つ運動エネルギーの期待値は絶対零度において 0 となる。このとき、分子の運動は完全に停止していると考えられる。しかしながら、極低温の環境において古典力学に基づく運動論は完全に破綻するため、そのような古典的な描像は意味を持たない。

タイトル: 零点振動
零点振動(れいてんしんどう、ゼロ点振動とも言う、Zero-point motion)は、原子が極限までエネルギーを失ったとしても、不確定性原理のために静止せずに振動していること。標準圧力下において、ヘリウムが絶対零度近傍でも固化しないのは、この零点振動が原因である。固体では格子振動が起こっている。

タイトル: 冷却
そもそも「温度」の定義が一筋縄ではないので、単に「冷却の限界」と言っても話は単純ではない。一般的には、分子の運動などといった温度の定義から導き出される、その運動が全く無い時の温度である絶対零度が限界である。通常の冷却手段、例えば液体ヘリウム冷凍機などでは、その媒体で可能な温度までしか下げられない。レーザー冷却などは、単分子の運動を絶対零度の近くまで抑え込む技術である。

タイトル: 温度
温度の下限の存在はトムソン以前にシャルルの法則から、あらゆる気体の体積が0となる温度として考えられていた。原子、分子レベルにおける温度の意味については、ジェームズ・クラーク・マクスウェルの気体分子運動論によって初めて明らかとなった。気体分子の並進運動の速度分布はマクスウェル分布に従い、この分布関数の形状は温度に依存している。特に気体分子の並進運動エネルギーの平均値は3/2 kT(k:ボルツマン定数、T:熱力学温度)となり、温度に比例する。すなわち温度は分子の並進運動の激しさを表す数値でもある。このためプラズマ中のイオンや電子の持つ平均運動エネルギーを温度で表現することがある(プラズマ中のイオンや電子は並進運動の自由度しか持たないからである)。この時は通常平均運動エネルギー = kTとなる温度Tによって表現する。

タイトル: 熱振動
熱振動(ねつしんどう、Thermal vibration)は、原子の振動のこと。分子や固体中の原子は運動エネルギーを持っていて、基準となる位置を中心に振動をしている。結晶格子上の原子の熱振動は特に格子振動とよばれる。温度が高くなるほど振動の振幅は大きくなる。絶対零度であっても、不確定性原理から原子の振動は止まっていない(零点振動)。なお、類似した言葉に熱運動(thermal motion) がある。こちらは微小な粒子がするランダムな運動で、ブラウン運動の原因ともなる。熱運動については熱の記事を参照。

タイトル: ニュートン度
ニュートン度の0度はセルシウス度の0度と同じで、セルシウス度の100度がニュートン度では33度となる。すなわち、ニュートン度の温度間隔はセルシウス度(あるいはケルビン)の33/100である。

タイトル: 標準状態
基準とする温度には 25 °C か 0 °C が選ばれることが多い。呼び名のある温度と圧力の標準条件としては、SATPとSTPとNTPが挙げられる。気体の標準状態としてどの条件が使われるかは、地域や分野により異なる。『アトキンス物理化学要論』によれば2016年現在、主に 25 °C、10 Pa のSATPが使われるが、0 °C、1 atm のSTPは、今でも使われている。一方『ボール物理化学』によれば、0 °C、10 Pa のSTPが最もふつうの一組である。日本では、単に標準状態といえば 0 °C、1 atm のNTPを指すことが多い。

タイトル: 露点温度
露点温度(ろてんおんど、英: dew point)とは、気体を冷却していくとき結露(dew)、すなわち凝結(condensation)が起こる温度。これは結果的には、空気が水と平衡状態にあり飽和している温度である。セルシウス度( °C )あるいは、他の温度単位(例えば、米国では華氏( °F) )で表される。

タイトル: 温度計
このスケールが摂氏(°C)として現在日本などで使われている。

タイトル: 世界の最低気温記録
次の信頼できる観測は1957年に南極大陸のアムンゼンスコット基地で行われ、5月11日に−73.6 °C (−100.5 °F; 199.6 K)、9月17日に−74.5 °C (−102.1 °F; 198.7 K)が観測された。その後、1960年8月24日に南極高原にあるソビエト連邦のボストーク基地で−88.3 °C (−126.9 °F; 184.8 K)が記録された。この記録は、1983年7月21日にボストーク基地で−89.2 °C (−128.6 °F; 184.0 K)が記録されるまで、世界の最低気温記録であった。1983年の記録は、直接観測の気温としては、現在でも世界の最低気温記録である。

タイトル: ケルビン
2019年5月以降の「ケルビン」は、以下のように定義されている。h はプランク定数、c は真空中の光の速さ、∆νCs は Cs (セシウム)の超微細構造遷移周波数である。ケルビンが熱力学温度の単位であることから、絶対零度は0ケルビンである。また、セルシウス度はケルビンで表したときの数値から273.15を減じたものとして定義される。日本の法令上は、計量法第3条の規定に基づく計量単位令における定義の表現は次のようになっている。セルシウス度の歴史的な定義は、標準大気圧の下での水の氷点と沸点をそれぞれ0 °C および 100 °Cとするものであった。これらの温度は、現在の定義では、それぞれ0.002519 °C(273.152519 K)、99.9743 °C(373.1243 K)となっている。

タイトル: 温度
温度(おんど、(英: temperature)とは、温冷の度合いを表す指標である。

タイトル: 氷点下
氷点下(ひょうてんか)は、氷点(水の凝固点・氷の融点)よりも低い温度である。常圧での水の融点は 273.152519 K、すなわち 0.002519 °C であり(水の性質を参照)、この温度以下を零下(れいか)とも呼ぶ。実用上は0 °Cをもって融点とし、「マイナス」を「氷点下」に置き換えて、例えば「−10 °C」を「氷点下10度」のように言う。華氏度においては、32°Fが氷の融点となることから、32°Fから華氏度の値を引いて、例えば「22°F」を「氷点下10度」(10 degrees of frost)のように言う。氷点は水に含まれる不純物の種類や量によって容易に変化することから、広義では単に水が凝固する温度点の意味で用いられる。

タイトル: 低気圧
熱帯低気圧による最低気圧の世界記録は、1979年10月12日、台風第20号において沖ノ鳥島南南東海上でアメリカ軍の気象観測機により実測された870hPaである。熱帯低気圧(台風など)が中緯度まで北上(北半球の場合)すると、寒気の影響を受け構造に変化が生じ、熱帯低気圧の東側に温暖前線、西側に寒冷前線が生じた上で温帯低気圧に変わる場合が多い。盛夏期にはそのまま衰弱し、熱帯低気圧のまま消滅することもある。偏西風の波動が激しくなると、蛇行が低緯度側へ張り出した部分(気圧の谷)が切り離されて独立した渦となることがある。この部分は極からの寒気が入り込んでいる部分であるので寒冷な低気圧となる。これが、寒冷低気圧・寒冷渦・切離低気圧(カットオフ・ロウ)、といった名で呼ばれる低気圧である。

タイトル: シャルルの法則
新たに定義された温度 T は気体の体積に比例し、理想気体温度と呼ばれる。また、気体の体積がゼロとなる温度 T = 0 は絶対零度と呼ばれる。

タイトル: 臨界温度
臨界温度(りんかいおんど、critical temperature、Tc)とは、

タイトル: 引火点
引火点(いんかてん、英: flash point)とは、物質が揮発して空気と可燃性の混合物を作ることができる最低温度。

タイトル: 温度
温度は、化学反応において強い影響力を持つ。また、生物にはそれぞれ至適温度があり、ごく狭い範囲の温度の環境下でしか生存できない。化学や生物学における観察や実験では、基礎的な条件として温度を記録する必要があり、あるいは温度を調整することが実験を成立させる重要な条件となる。また、生物学や医学において組織や検体を冷蔵するのは、温度を下げることで化学変化の速度を抑える意味がある。

タイトル: 寒極
寒極(かんきょく、英語: Pole of Cold)は、南半球と北半球それぞれで、最も低い地上気温が観測された地点。北半球・南半球ともに、比熱の小ささの影響で冬季の気温の低下幅が大きい、大陸の内陸部に存在する。

タイトル: 室温
化学において、「室温」とは外部系から加熱も冷却もしていない状態のことを指す。化学反応において反応熱により反応系中の温度が変化しうるが、外部から熱を加えたり冷却しない限りは室温中の反応と称される場合が多い。同じ室温条件下であっても、温度が異なる場合がありうる。例えば室温における物質の三態は条件により異なる。日本では酢酸(融点16.7°C)は室温で液体であることが多く、教科書的には「酢酸は液体」と著される。一方で寒冷地では室温で固体である場合も多い。生物学や薬学などに置いても、特に基礎研究においては「室温」で実験が行われることがある。この場合、恒温動物の体温より10°C程度低く、それに伴い反応速度も遅くなる。「室温」といった場合、特定の温度が指定されているわけでもなく、研究室および季節によってその温度はまちまちであるが、その値を実際に計測し論文に書くことはあまりない。

タイトル: 中間圏界面
中間圏界面(ちゅうかんけんかいめん、英語: mesopause)は、中間圏と熱圏との間で、温度が最も低くなる場所。太陽による加熱の不足やかなり強い二酸化炭素による放射冷却に伴い、ここの温度は-100 °C (173 K)と地球大気で最も低温である。長らく中間圏界面の高度は85 kmほどと考えられていたが、近年のより高高度での観測やモデルを用いた研究により、高度85 km付近に加え、高度100 km付近により強い低温のピークがあることが示されている。もう一つの特徴は、「中間圏界面異常」とも呼ばれ、中間圏界面では冬より夏のほうが温度が低いことである。これは、空気の循環が、夏の極での上昇気流と、冬の極での下降気流を促進するためである。上昇する空気は膨張して気温が下がるので、夏の中間圏界面に低温がもたらされ、逆に、下降する空気は圧縮されるので、冬の中間圏界面での昇温を促す。

タイトル: 負温度
例えば T = − ∞ ( β = − 0 ) {\displaystyle T=-\infty \,(\beta =-0)} が(負温度の範囲で)最も「冷たい」状態、 T = − 0 ( β = − ∞ ) {\displaystyle T=-0\,(\beta =-\infty )} が最も「熱い」状態を表す(ここで − 0 {\displaystyle -0} は負の方向からゼロへ近づく極限、つまり絶対値が無限小の負数を表す)。

タイトル: 熱力学温度
熱力学温度は平衡熱力学における基本的要請を満たすように定義される示強変数であり、そのような温度は一つに限らない。熱力学温度が持つ基本的な性質の一つとして普遍性がある。具体的な物質の熱膨張などを基準として定められる温度は、選んだ物質に固有の性質をその定義に含んでしまい、特殊な状況を除いて温度の取り扱いが煩雑になる。熱力学温度はシャルルの法則や熱力学第二法則のような物質固有の性質に依存しない法則に基づいて定められるため、物質の選択にまつわる困難を避けることができる。熱力学温度が持つもう一つの基本的な性質として、下限の存在が挙げられる。熱力学温度の下限は実現可能な熱力学的平衡状態を決定する。この熱力学温度の下限は絶対零度と呼ばれる。熱力学では温度には下限があり、それを絶対零度と呼ぶが、統計力学では「絶対零度を下回る」温度として負温度が導入することがある。

タイトル: 冷却原子気体
冷却原子気体(れいきゃくげんしきたい)とは、レーザー冷却等の技術を用いて絶対零度の付近まで冷却された原子、あるいは原子気体のことである。典型的には、数十マイクロケルビン以下を記録する。このような極低温では、原子気体の量子力学的な性質が顕著になる。実験的には、いくつかの技術を組み合わせてこの温度を実現する。通常、実験の初期段階では、原子を磁気光学トラップ中に捕捉し、レーザー冷却により冷却する。さらに限界まで冷却するためには、レーザー冷却された原子を磁気トラップや光学トラップに移し、蒸発冷却等の手法を用いる。十分に冷却されると、原子気体は量子力学に支配された新たな物質状態を形成する。例えば、ボース原子の場合はボース=アインシュタイン凝縮(BEC)が、フェルミ原子の場合は縮退フェルミ気体が実現する。

タイトル: 熱量計
ただし、比較的感度が低いこと、重量のあるるつぼを使うために走査速度が下がること(2~3 °C/min程度)、活性化エネルギーが不明であることを勘案して、最高許容温度を見積もる際には発熱開始温度から75–100 °Cを差し引かなければならない。これに対し、断熱熱量計を用いればはるかに正確なデータが得られるが、大気温度から毎時6 °Cの速度で昇温させるのに数日かかってしまう。