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走进一个奇妙的世界 领略低温的神奇

  冬天很冷,可是你们知道低温还有一个极限吗?科学家将此称为了绝对零度状态那么你们知道世界上很多事物在这样绝对零度状态下会发生很奇妙的变化,就算不是绝对零度对于低温很多物体表现出来的状态也会让我们大吃一惊的,比方一杯热咖啡和一杯冷牛奶,如果想要让咖啡迅速冷却是将冷牛奶倒进咖啡里还是将咖啡倒进牛奶里呢?很好奇吧我们一块儿去探秘吧!

  冷却的速度

  在现实生活中,我们对“冷”的了解并不多,对于如何利用“冷”也知之甚少。例如,早上起床准备吃早餐,我们面前有一杯刚煮好的热咖啡和一杯凉牛奶,为了让咖啡在5分钟内凉下来,应该怎么办?是等上5分钟再将牛奶加到咖啡中呢?还是将牛奶加到咖啡中再等5分钟?或许你会说,这难道有区别吗,两种做法看起来并没有什么不同。但事实上,第一种方法能让咖啡更快地凉下来。这种现象是牛顿发现的,他说:“物体的温度与周围环境的温差越大,冷却的速度就越快。”

低温世界

  寒冷是否有尽头

  在我国北方的部分地区,冬季气温可能会低至-20℃以下。在地球的两极则更加寒冷,尤其是南极,有记录的最低气温为-93.2℃,平均气温一般为-25℃左右,因此南极又被称为“世界寒极”。在月球背着太阳的阴面,最低温度竟然低到-180℃左右。在太阳系里,离太阳十分遥远的冥王星,接受的太阳光实在是太少了,据估测,它的表面温度可低至-229℃左右。

低温世界

  对于寒冷是否有尽头这一问题,科学家们的回答是肯定的。温度低到多少度才是尽头呢?这就是绝对零度,即-273.15℃。英国一位物理学家对此做出了科学的解释:物体的温度越低,物体内物质的大量分子做无规则热运动的速度就越小。当温度低到-273.15℃时,分子热运动的速度将为0,由于不可能有比静止更慢的运动,所以绝对零度是自然界中物体在理论上的最低温度,这一观点被大多数科学家认同。

  低温现象光怪陆离

  低温就如同一位神奇的魔术师,可使物质的许多性质发生很大的变化,出现一些令人意想不到的奇特现象,给人魔幻般的感觉。

  当温度降到-190℃左右时,透明的空气会变成浅蓝色液体;橡皮会失去弹性;猪肉会发出灼灼的黄光……在绝对零度附近,氧气会变成白色的砂粒,氢气会像钢铁一样坚硬。如果把一枚鸡蛋放在-190℃的超低温环境里,它便会发出浅蓝色的荧光,像一个荧光蛋。倘若把鲜艳的花朵放进这样的超低温环境里,便会失去其原有的纤柔姿态,变得像玻璃一样亮光闪闪,非常脆,轻轻一敲还会发出叮叮当当的响声。从鱼缸里捞出一条美丽的活金鱼,将其头朝下放入浅蓝色的超低温液体空气中,不一会儿金鱼就变得晶莹剔透,漂亮至极,再将这“玻璃金鱼”放回鱼缸中,过了一段时间,金鱼竟然又活了。这些现象是不是很神奇、很不可思议呢?

  在绝对零度附近,各种气体都被冻成了固体。唯有氦特殊,还能呈现流动的液体状态。当温度下降到-270.9℃时,氦开始出现了绝无仅有的奇妙现象——超流动性,它竟会变成一种善于攀“爬”的液体。如果你把一个盛着液态氦的小杯放在大杯中,当温度降到-270.9℃以下时,小杯里的液态氦会自动沿着杯壁“爬”出去,流到大杯中,直到大、小杯里的液面相平为止!

  神奇的低温技术

  在超低温条件下,许多金属的性质都发生了“脱胎换骨”的变化。韧性本来很好的钢,变得像陶瓷那样脆,被敲一下就会“粉身碎骨”。至于锡,用不着碰它,就会变成一堆粉末,这种现象被称为金属的“冷脆现象”,它可以造福人类。比如,当战场上布满了地雷时,虽然探雷器可以找到它们,但是排雷却是很危险的。若将液态空气洒向这些区域,会使这些区域周围的温度急剧下降,地雷中的弹簧就会变脆,从而失去弹性,也就不会爆炸了。

  此外,低温技术在食品工业、中草药加工、涂料制造业、生命冷藏等方面也大有用途。

  比如,清除海上石油污染是一大技术难题。现在设计出的低温清污法,从漂浮的石油层下喷洒液态氮,水面上的石油便会迅速凝结成颗粒,那么再将这些颗粒铲走就显得容易多了。

  原来绝对零度状态是科学家提出的理论状态,原来神奇的低温就像一位魔术师会改变我们生活中如此多的物体呀!这样奇特的世界还等我们去进一步发掘,相信只要有心你也可以成为低温世界的领路人。