百变魔法:从绝对零度到10亿℃

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  在整个宇宙当中,温度无处不在。无论在地球上还是在月球上,也无论是在赤热的太阳上还是在阴冷的冥王星上。正因为宇宙中各行星的冷热不同,才决定着生命存在与否。当然,在莫大的宇宙中,只要位置适当,生命是完全可以存在的。地球就是典型一例。
  温度是分子平均功能的标志,它决定一个系统是否与其他系统处于热平衡的物理量,它的基本特征在于一切互为热平衡的系统都具有相同的温度。
  -273.15℃绝对零度
  绝对零度,即绝对温标的开始,是温度的极限,相当于273.15%,当达到这一温度时所有的原子和分子热量运动都将停止。这是一个只能逼近而不能达到的最低温度。目前,人们甚至已得到了与距绝对零度只差1/30000000的低温,但仍不可能得到绝对零度。
  如果真的有绝对零度,那么能不能检测到呢?绝对零度是无法测量、而是靠计算得出来的。研究发现,温度降低时,分子的活动就会变慢,那么依靠计算得出。当降到绝对零度时,分子是静止的,所以就得出了绝对零度的概念。
  -270.15℃宇宙微波背景辐射
  宇宙微波背景辐射是“宇宙大爆炸”所遗留下的布满整个宇宙空间的热辐射,反映的是宇宙年龄在只有38万年时的状况,其值为接近绝对零度的3K。
  -260℃星际尘埃的温度
  在寒冷的宇宙空间,星际尘埃的温度可低达-260℃。
  -250℃低温火箭发动机
  印度空间研究组织试验成功了一种低温火箭发动机,该发动机的燃料温度为-250℃。在其带动下,发动机冲压涡轮的最高速度达到每分钟4万转,标志着印度空间研究水平跨越了一个具有重要意义的里程碑。
  -240℃冥王星
  冥王星从太阳上所接受到的光和热,只有地球从太阳得到的几万分之一,因此,冥王星上是一个十分阴冷的黑暗世界。科学家1898年在实验室第一次得到了-240%的低温,这时,氢气变成了液氢。
  -230℃非金属的磁性
  非金属材料在低温下也能表现出磁性,这种磁体适用于制造新型计算机存储设备、绝缘设备等。但这类材料在温度超过一定限度时就会失去磁性。目前,临界温度最高的非金属磁体在-230℃左右。
  -220℃天王星
  天王星距离太阳遥远,大气层云上端温度约为-220℃,表面显淡蓝色。
  -210℃鲸鱼座T的尘埃盘
  鲸鱼座r是除了太阳以外离地球最近的类太阳恒星,它周遭有尘埃与彗星组成的尘埃盘,温度仅-210℃左右。
  -200℃土卫六星
  美国卡西尼号正在探索的土卫六可能是一个生命起源的实验室。由于表面温度为-200℃,土卫六不是一个能产生-生命的地方,但是它浓密的大气层中含有许多碳氢化合物。它们通过太阳的紫外光可产生化学反应。光化学反应能产生有机分子,这些碳基化合物是产生生命的第一步。但是土卫六太冷了,以致于无法迈出下一步。但50亿年后,它将得到产生生命所需要的热量,因为那时太阳将膨胀成一个熊熊发光的红巨星。只是那时由于太阳已进入生命的暮年,生命大约已经来不及产生了。
  -190℃低温下出现许多奇怪现象
  低温世界就像魔术师,各种物质出现奇妙变化。空气在-190℃时会变成浅蓝色液体,如果把鸡蛋放进去,它会发出浅蓝色的荧光,摔在地上会像皮球一样弹起来;从鱼缸捞出一条金鱼头朝下放进液体中,金鱼再取出来就变得晶莹透明,仿佛水晶玻璃制成的“工艺品”,再将它放回鱼缸中,金鱼竟然复活了。
  -180℃“梦的纤维”——凯英拉纤维
  凯英拉纤维的性能赛过钢铁和合金,被人们称为“梦的纤维”,这种液晶纤维的强度是钢的5倍、铝的10倍,能在-180℃左右连续使用。它主要用作飞机的结构材料、子午线轮胎、船体、运动器具、防护服装和缆绳等。例如:美国波音飞机公司的767型客机采用了3吨凯英拉纤维与石墨纤维混杂的复合材料,使机身重量减轻了1吨,与波音727飞机相比,燃料消耗节省30%。
  -170℃生命存活的低温极限
  这种温度够最简单的微生物生存了。观察表明,大肠杆菌、伤寒杆菌和化脓性葡萄球菌均能在-170℃下生存。
  -160℃水星
  离太阳最近的水星,表面温差最大,因为没有大气的调节,向阳面的温度最高时可达430℃,但背阳面的夜间温度可降到-160%,昼夜温差近600%,这可是-一个处于火和冰间的世界。温度变化如此巨大,水星上是不可能有生命的。
  -150℃木星
  木星是太阳系中的第五个行星,木星为太阳系最大的行星。木星的成份绝大部分是氢和氦。木星离太阳较远,表面温度为-150℃。
  -140℃液氮低温加工橡胶品
  橡胶制品是很难降解的高分子弹性材料,将它粉碎到具有广泛用途的精细胶粉十分困难。目前,国际上利用废轮胎T业化生产精细胶粉的力‘法主要采用液氮低温冷冻法,即将橡胶在130%到-140℃的温度下冷冻成玻璃化状态再加以粉碎,就能轻易获得优良的精细胶粉。
  -130℃地球最低气温
  地球上最低温出现在南极最高峰——文生峰,这里年平均气温-129℃。
  -120℃金星最低温度
  金星日夜温差极大,金星白天温度可达480℃;夜晚最低温度可达-120℃。
  -110℃酒精温度计
  酒精在一117℃才会凝结。因此,在地球上温度最低的南极洲,酒精温度计也能用。当然温度低于-117℃时,酒精温度计就派不上用场了。
  -1OO℃最冷的压缩机
  一个国外电脑玩家使用了超过4个压缩机,自制了一套可以降温到-100℃的压缩机系统,给CPU处理器降温!
  -80℃SARS病毒不怕低温
  SARS病毒的一个显著特点是怕热-不怕冷,即使是在80℃还能至少生存4天,甚至多达21天,而在56℃时SARS病毒的生存时间不超过90分钟。
  -70℃北极最低气温
  北极地区年平均气温在-15℃~-20℃之间。冬季时最低气温为-70℃。低温可预防某些疾病,生活在北极的爱斯基摩人靠吃海豹肉和海豹油为主,但当地人很少有心脏病、心血管、高血压、关节炎等疾病。
  -60℃火星的温度
  在远离地球的火星上,平均温度是-60℃。
  -50℃我国最冷气温
  1969年2月13日漠河终于诞生了中国现有气象资料中的极端最低气温记录:52.3%。世界上最不怕冷的花,是出产在中国的雪莲,即使50%,也鲜花盛开。
  -40℃至30℃国色天香牡丹花
  牡丹忌炎热,较耐寒,可耐一30℃的低温。
  -20℃低温燃料电池组
  日本最近成功地开发出可以在一20℃低温下起动的燃料电池组,体积大幅度减小,功率更大。
  -1O℃人类可以正常居住生活
  -10℃是地球上高纬度地区寒冬季 节常见温度。虽然感到冰寒透骨,但人能够正常生活。
  0℃水的冰点
  地球表面的70%是被水覆盖着的,其中有96.5%是海水,剩下的虽是淡水,但其中一半以上是冰。
  10℃凉爽宜人的赤道城
  在南美洲的厄瓜多尔国的首都基多城里,赤道线恰好通过该城。不少人认为通过赤道的城市一定很热。但事实上这里不论春、夏、秋、冬,一年中月平均气温都在10℃左右,年平均温差只有4℃。是一个四季如春、凉爽宜人的赤道城。这是因为它位于海拔2800米的高原上。
  20℃双孢蘑菇菌丝生长温度
  双孢蘑菇菌丝可在5℃~33℃生长,适宜生长温度20℃~25℃,最适宜生长温度22℃~24℃。
  30℃蚊子天堂
  蚊子最喜欢的温度是30℃左右,太高了也受不了。秋天气候变冷温度降到10℃以下时,它们就会停止繁殖,不食不动进入冬眠。
  40℃人体自身的温度极限
  人属于恒温动物,一般说来不会超出35℃~42℃的范围,41℃时人体器官肝、肾、脑将发生功能障碍,连续几天42%的高烧,足以致人死亡。
  50℃~60℃沙漠之温
  由于沙漠地区的云量少,日照强,又缺乏植被覆盖,白天气温上升极快,中午最热的时候温度能上升到50%以上。
  70℃味道感觉
  一些可以热喝的饮料,如咖啡,其温度在70℃时才味美可口,热牛奶和热菜的温度在70℃左右最可口。
  80℃温泉微生物
  许多微生物一般在72℃以下才能生存。然而在1967年,印地安那大学的布洛克博士发现,在一个叫“磨菇塘”80℃泉水中附着一层微生物细胞。
  90℃海底火山口微生物
  1979年,科学家造访了太平洋深处的一个海底火山口,这里温度常年保持在90℃,是阳光不能到达的地方。但科学家惊奇地发现这里到处是生命:多毛虫、虾、蟹和其他生物。
  100℃水的沸点
  水的沸点是在一个大气压下,当水开时,它的温度是100℃而且只能保持100℃。
  200℃至300℃地下热岩发电
  英国从1987年开始进行岩浆发电实验。在英国一个温度最高的热岩地带,其在6000米深处的热岩可以把水加热到200℃以上,再将水的热能再转为电能。
  400℃城市的污泥处理
  科学家为了解决城市污泥问题,通过研究发现了污泥中含有可燃物质。加拿大则为此专门建立了一个实验工厂,进行污泥转化为新型燃料的研究工作。他们将污泥烘干,然后将干泥放进一个450℃的蒸馏器中,在与氧隔绝的条件下进行蒸馏,就可产生可燃物质。
  500℃聚光式太阳灶
  直径一般为1-2米的聚光式太阳灶,由于能量集中,可获得500℃的高温。
  600℃高效燃料电池
  日本联合研究小组开发出工作温度为600℃、平均每平方厘米发电量0.8瓦、比现有同类电池发电量高出1倍以上的固体电解质型燃料电池。
  700℃烟头、蚊香的温度
  烟头的表面温度虽然只有250%~300℃,烟头的中心温度一般在700℃。800℃左右。
  800℃火山熔岩
  在火山爆发时,总会喷出大量红色的火山熔岩。刚喷出时一般是液体状态,通常温度在800℃-1200℃左右。
  900℃矿石的熔化
  矿石是较轻的、更活泼的金属物质,这些金属通常是通过电解得到。例如,氧化铅可在950%下电解水晶石(铝和钠的双氧化物)。
  1000℃钻石的形成
  钻石只是纯碳,碳是最常见的化学元素。因此,钻石的罕有是由于它形成的方法和地点。地球上的天然钻石是在100至300公里深、温度接近1000%的地底形成,其后由火山爆发而带至地面。钻石和石墨是近亲,如果把钻石放入高温火炉,那么最终只会化为普通石墨。
  2000℃“刚玉”
  1924年,德国人鲁夫用纯氧化铝粉末成型,在2000%左右的高温炉中烧结,得到这种白如玉、坚硬不凡的“刚玉”。
  3000℃玻璃碳
  玻璃碳是一种类似玻璃的碳,它兼有玻璃及碳素材料的双重性能。这种物质如果在真空或非氧化性环境下的工作温度可达3000℃,而且耐热性能好,可以作为熔炼高纯物质的坩埚、半导体外延炉感应加热板等,在科学上应用很广泛。
  4000℃太阳黑子
  其实,太阳黑子并不黑,它们中心温度在4000℃以上。只不过在明亮的光球反衬下就显得很黑。
  5000℃日珥
  日珥主要突出日两边缘的一种太阳活动现象。它们比太阳圆面暗弱得多,只有在日全食时通过望远镜才能看到。日珥的温度在5000-8000%之间,一般可以扩散到几十万公里外,形状千奇百怪。有的日珥能长期存在。奇怪的是,日珥和日冕的温度、密度相差800倍,何以能长期共存,科学家们正在研究。
  6000℃太阳表面
  太阳的表面温度达到6000℃度。太阳大气中有90多种化学元素,其中氢约占太阳质量的71%,氦约占27%,其他元素约占2%。正因为这些化学元素每天都在制造核爆炸,放出大量的光和热,给我们生活带来生机。但太阳的能量是有限的,终有一天,它的能量用完后,太阳也就消失了。
  7000℃地热能
  地热能是从地壳抽取的天然热能。这种能量来自地球内部的熔岩,并以热力形式存在,是导致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达7000℃。
  8000℃牛郎星
  在夜里,我们看到的牛郎星像一块宝石闪闪发亮。其实它的表面温度比太阳表面还要高2000℃。
  9000℃水稻的积温
  积温是某一时段内逐日平均气温之和。我国云南西南部、广东、福建、海南和台湾等省全年积温都是在8000℃以上,而最南端的海南三亚沿海一带、西沙永兴岛的全年积温更达9000℃,热量资源极为丰富,适宜水稻等喜温作物生长。
  1万℃织女星
  在夜里,我们能观看到和牛郎星相伴的织女星,其温度有10000℃。
  10万℃星云
  在星际当中,有的地方云气体和尘埃比较密集,形成各种各样的云雾天体。这些天体就叫星云。环状星云是有名的行星状星云,它的中心星是一个接近演化终点的白矮星,温度有100000℃,密度也非常高。
  100万℃日冕
  太阳日冕的温度高达100万℃。
  1000万℃中子星表面
  质量和太阳相当的中子星,表面温度约为1000万℃。核聚变的发生必须具备1000万℃以上甚至几亿摄氏度的高温。
  1亿℃人类创造的最高温度
  目前人类所能创造的最高温度是5.1亿℃,约比太阳的中心热30倍。该温度是美国的普林斯顿等离子物理实验室中的托卡马克核聚变反应堆利用氘和氚的等离子混合体于1994年5月27日创造出来的。
  10亿℃及以上宇宙大爆炸
  宇宙大爆炸那一刻,温度达到无穷大;宇宙大爆炸后1O-44秒,温度约为1亿亿亿亿℃;宇宙大爆炸后10-36秒,宇宙温度继续下降,当时的温度约为10000亿亿亿℃;宇宙大爆炸后10-32秒,温度约为1亿亿亿℃;宇宙大爆炸10-12次方秒后,温度达到1亿亿℃;宇宙大爆炸后10-6秒,温度达到10000亿℃;宇宙大爆炸后1/10000秒时,温度达到1000亿℃,这也是超新星爆发时其星核的温度;宇宙大爆炸后1秒,温度降低到约为100亿℃;在大爆炸后的大约3秒,温度降到了10亿℃,这也是最热的恒星内部的温度。
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