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關(guān)于什么地方最冷第一頁(yè),共二十五頁(yè),2022年,8月28日寒冷有沒有盡頭?有,這就是“絕對(duì)零度”,即-273.15°C,用0K表示。但這只是理論值,科學(xué)家正在通過實(shí)驗(yàn),努力向它逼近。在1958年,已達(dá)到距離0K只有1/(5萬(wàn)),經(jīng)過十幾年的艱苦努力,終于逼近到距離0K只有3/億的新紀(jì)錄。第二頁(yè),共二十五頁(yè),2022年,8月28日低溫的魅力在哪里?科學(xué)家之所以如此癡迷于低溫,因?yàn)樗拖裆衿娴哪g(shù)師,可以使物質(zhì)的性質(zhì)發(fā)生奇妙的變化,溫度越低則魔法越神奇。歷史上已經(jīng)有五次諾貝爾獎(jiǎng)給了低溫物理學(xué)。第三頁(yè),共二十五頁(yè),2022年,8月28日低溫下的空氣空氣在-190°C時(shí)會(huì)變成淺藍(lán)色液體,如果把雞蛋放進(jìn)去,它會(huì)產(chǎn)生淺藍(lán)色的熒光,摔在地上會(huì)像皮球一樣彈起來(lái);第四頁(yè),共二十五頁(yè),2022年,8月28日鮮艷的花朵放進(jìn)去,會(huì)變成玻璃一樣光閃閃,輕敲會(huì)發(fā)出“叮當(dāng)”聲,重敲會(huì)破碎;第五頁(yè),共二十五頁(yè),2022年,8月28日將一條金魚頭朝下放入液態(tài)空氣中,再取出來(lái)時(shí),它會(huì)變得硬邦邦,晶瑩剔透,仿佛水晶玻璃制成的工藝品,更為神奇的是,再將它放入水中時(shí),它竟然復(fù)活了,又?jǐn)[動(dòng)著輕紗般的尾巴游了起來(lái)。第六頁(yè),共二十五頁(yè),2022年,8月28日怕冷的金屬低溫時(shí),金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)變得松散——金屬的“冷脆現(xiàn)象”。不僅錫怕冷,鋁、鎂甚至鋼鐵也都怕冷。第七頁(yè),共二十五頁(yè),2022年,8月28日金屬“冷脆現(xiàn)象”帶來(lái)的災(zāi)難1913年,俄羅斯一南極探險(xiǎn)隊(duì),由于裝汽油的鐵箱是用錫焊的,一遇低溫,焊錫變成粉末,汽油全部漏光——探險(xiǎn)隊(duì)全部遇難。之后,凡到南、北極或嚴(yán)寒地區(qū),油箱一律不許用錫焊。1938年和1940年,在比利時(shí),先后有兩座鐵橋在嚴(yán)寒中轟然坍塌。1943年2月,美國(guó)紐約附近的一個(gè)直徑12米的貯氣罐突然破裂……第八頁(yè),共二十五頁(yè),2022年,8月28日哪些金屬不怕冷?只有金屬銅和一些合金(如鋁合金、鈦合金等)不怕低溫。所以對(duì)于低溫設(shè)備,如盛液態(tài)空氣,常使用金屬銅作容器。第九頁(yè),共二十五頁(yè),2022年,8月28日將液態(tài)空氣灑在地面,由于溫度驟降,使地雷中的金屬?gòu)椈勺兇喽椥?,也不?huì)爆炸。應(yīng)用冷脆技術(shù),不僅可以迅速粉碎那些硬度高、彈性大的材料,還可以控制顆粒大小。對(duì)于回收的廢鋼,在回爐煉鋼前的粉碎一直是個(gè)難題。過去用1400°C的電弧來(lái)切割,既費(fèi)力,又污染環(huán)境?,F(xiàn)在利用低溫冷脆技術(shù),一小時(shí)可以粉碎30噸。金屬“冷脆現(xiàn)象”
也能造福人類第十頁(yè),共二十五頁(yè),2022年,8月28日低溫世界服務(wù)于人類清除海上石油污染是一大難題,現(xiàn)在應(yīng)用低溫清污法:向漂浮的石油層下噴灑液氮,水面上的石油便迅速凝結(jié)成顆粒而被鏟走,對(duì)水中生物無(wú)任何影響,同時(shí)很好地保護(hù)了海洋環(huán)境。第十一頁(yè),共二十五頁(yè),2022年,8月28日低溫的另一奇招當(dāng)某些材料被冷卻到低于某個(gè)轉(zhuǎn)變溫度時(shí),電阻會(huì)突然會(huì)消失??茖W(xué)家將這種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象。1911年,荷蘭科學(xué)家卡麥林.翁納斯在低溫實(shí)驗(yàn)中意外發(fā)現(xiàn):當(dāng)溫度降至-269°C時(shí)(液氦溫區(qū)),水銀的電阻突然消失,這就是“超導(dǎo)現(xiàn)象”,即超低溫使物質(zhì)變成了新物態(tài)——超導(dǎo)態(tài)。第十二頁(yè),共二十五頁(yè),2022年,8月28日超導(dǎo)的神奇有人做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn):將金屬鉛做成一個(gè)圓環(huán),放入接近0K的超低溫中,這時(shí),鉛的電阻消失了!在環(huán)中通上電流,然后截?cái)嚯娫?,將整套裝置密封起來(lái)。放置二年后將裝置打開,測(cè)量電流強(qiáng)度,發(fā)現(xiàn)幾乎沒有變化!原來(lái),超導(dǎo)環(huán)的電阻為0,因此沒有能量損失,環(huán)中的電流可以幾年、十幾年、幾十年經(jīng)久不衰!第十三頁(yè),共二十五頁(yè),2022年,8月28日電力工業(yè)目前世界上的電能約有1/4損耗在輸電線路上,若使用無(wú)電阻的超導(dǎo)材料做輸電線路,再采用一些絕熱技術(shù),就將實(shí)現(xiàn)“無(wú)損耗輸電”,等于增加了發(fā)電量。第十四頁(yè),共二十五頁(yè),2022年,8月28日超導(dǎo)電纜最近科學(xué)家已設(shè)計(jì)制造出實(shí)用超導(dǎo)電纜:利用一種合金氧化物(釔鋇銅氧)制成幾毫米的帶子,纏繞在裝有流動(dòng)液氮的管子上,再加上幾層絕熱層,一根超導(dǎo)電纜就制成了。它的輸電能力是銅的34倍。第十五頁(yè),共二十五頁(yè),2022年,8月28日超導(dǎo)磁體研究人員已制造出超導(dǎo)磁體,它無(wú)電阻、無(wú)熱損耗,易產(chǎn)生強(qiáng)大磁場(chǎng),且節(jié)省電力:5萬(wàn)高斯的強(qiáng)磁場(chǎng)只需幾百瓦功率的電源,過去,一個(gè)產(chǎn)生5萬(wàn)高斯強(qiáng)磁場(chǎng)的磁體重量達(dá)20噸,而目前只有幾公斤。第十六頁(yè),共二十五頁(yè),2022年,8月28日核工業(yè)受益超導(dǎo)磁體還解決了受控?zé)岷朔磻?yīng)的容器難題——核聚變須在近億攝氏度的高溫下進(jìn)行,很難找到能承受如此高溫的容器,使得人工受控?zé)岷朔磻?yīng)久久不能實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在利用超導(dǎo)磁體形成一個(gè)神奇的瓷瓶,它可約束熱核反應(yīng)在其中進(jìn)行,因?yàn)樵诮鼉|攝氏度的高溫下,氫原子變成了一個(gè)個(gè)帶電粒子,強(qiáng)大的磁場(chǎng)可以阻止它們外溢。第十七頁(yè),共二十五頁(yè),2022年,8月28日超導(dǎo)磁懸浮列車?yán)贸瑢?dǎo)材料的抗磁性,將超導(dǎo)材料放在一塊永久磁體的上方,由于磁體的磁力線不能穿過超導(dǎo)體,磁體和超導(dǎo)體之間會(huì)產(chǎn)生排斥力,使超導(dǎo)體懸浮在磁體上方。利用這種磁懸浮效應(yīng)可以制作高速超導(dǎo)磁懸浮列車。第十八頁(yè),共二十五頁(yè),2022年,8月28日超導(dǎo)計(jì)算機(jī)高速計(jì)算機(jī)的散熱是超大規(guī)模集成電路面臨的難題。而超導(dǎo)計(jì)算機(jī)中的超大規(guī)模集成電路,其元件間的互連線用接近零電阻和超微發(fā)熱的超導(dǎo)器件來(lái)制作,不存在散熱問題,同時(shí)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度大大提高。第十九頁(yè),共二十五頁(yè),2022年,8月28日冷藏生命低溫技術(shù)還可以使生命冷藏成為可能。前面的金魚凍僵又復(fù)活的實(shí)驗(yàn)生動(dòng)地告訴我們:生命可以冷藏!但必須是“速凍”才能復(fù)活,如果是緩慢降至超低溫,仍無(wú)法復(fù)活。第二十頁(yè),共二十五頁(yè),2022年,8月28日為何必須“速凍”?因?yàn)榫徛禍貢r(shí),動(dòng)物細(xì)胞中的水分會(huì)結(jié)冰,使體積膨脹,于是細(xì)胞膜破裂而死亡。當(dāng)“速凍”至超低溫時(shí),細(xì)胞中的水分來(lái)不及膨脹,細(xì)胞膜也不會(huì)破裂,雖然細(xì)胞停止了活動(dòng),不再進(jìn)行新陳代謝,一旦溫度上升,生命可以復(fù)活。目前,科學(xué)家正在加緊探索其中的奧秘,尋找一種可以延長(zhǎng)人類壽命的新途徑。第二十一頁(yè),共二十五頁(yè),2022年,8月28日速凍冷藏人1967年1月19日,美國(guó)物理學(xué)家詹姆斯.倍德福身患癌癥,他請(qǐng)醫(yī)生為自己做了“速凍冷藏”處理,經(jīng)8小時(shí)處理,將體溫迅速降至-196°C超低溫,然后裝進(jìn)一個(gè)合金鋼器具里,放進(jìn)一座“冰墓”中,這種處置稱為“冷凍懸?!?,冰墓內(nèi)的溫度保持在-200°C。現(xiàn)在國(guó)外已經(jīng)建有幾座這樣的冰墓,有幾十個(gè)“速凍冷藏人”停留者,他們將度過100年甚至幾百年,期待醫(yī)學(xué)發(fā)達(dá)可以根治自己的疾病時(shí)再?gòu)?fù)蘇過來(lái)。第二十二頁(yè),共二十五頁(yè),2022年,8月28日“速凍冷藏”的安全性和價(jià)格冰墓設(shè)備先進(jìn),完全自動(dòng)管理,甚至不怕停電和地震等災(zāi)害。12萬(wàn)美元/每具。第二十三頁(yè),共二十五頁(yè),2022年,8月28日對(duì)“生命冷凍”的看法首先,“速凍冷藏”處置必須在生前活著時(shí)去做,實(shí)際很難確定,甚至?xí)兄\殺的嫌疑;其次,對(duì)“冰墓”中的人如何稱呼?委婉地稱
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