负温度 负温度是物理學概念在部分热力学系统可以达到此狀態亦即其热力学温度可以以负的热力学温标或兰金温标表示而在口语中该词多指摄氏度以下的温度 与一般认为的相反达到负温度的热力学系统的温度比任何在绝对零度以上的热力学系统都要热而不是冷而且若和带有正热力学温度的系统相接触热量会从该负温度系统转移到正温度系统内这听起来像个悖论因为一般都认为温度反映的是系统内分子的平均动能但是若是使用温度更严格的定义 T    E  S  N displaystyle Tleftfrac partial Epartial SrightN 其中 E displaystyle E 是系统内能 S displaystyle S 是系统的熵 N displaystyle N 是粒子数已假定体积不变 从此式看出温度定义为系统粒子数守恒和体积不变时能量随熵的变化率那么此悖论便可以解决给带有正热力学温度的系统增加能量系统的熵增加而给带有负热力学温度的系统增加能量系统的熵会减小 人们熟悉的绝大多数系统均无法达到负温度状态因为其熵总是随着能量增加而上升若要使一个系统的熵减小那么首先这个系统的熵需要饱和高能量的状态要少这种有能量上限的系统通常是不被经典理论所允许的也就是说负温度系统实际上是一个量子现象但是也有一些系统确实存在着这样一个能量上限而且它们的熵也确实会在能量逼近这一上限的时候减小比如激光二维的漩涡运动等