登陆注册
2534000000002

第2章 永远达不到的绝对零度

地球上的低温记录出现在南极,最低曾达到-88.3℃,比月球的温度还要低一些,背太阳一面最低达-183℃,离太阳最远的冥王星,估计温度在-240℃以下。有人推测宇宙间超冷区的温度,大体上是-273℃,到了这个温度,物质分子平均内能将降低到零,热运动完全停止。世界上所有气体的压强(体积一定时)或者体积(压强一定时)都要化为乌有。这是物质系统能量达到最小的温度,所以,-273℃(精确值是-273.16℃)便被称为绝对零度。

究竟存不存在一个绝对零度?我们能不能达到这样低的温度?这件事引起了许多科技工作者的兴趣,他们开始了向绝对零度进军。

在19世纪20年代,法拉第首先发现:在相当低的温度下,给某气体施加足够大的压力,就会使它们变成液体,这些液体一旦制成,又成了一种极好的冷却剂。因为当它们在减压条件下蒸发而变成气体的时候,会从周围环境吸收热量,使温度降得更低。经过十几年的努力,物理学家获得了-110℃,使当时已知的很多气体冷却为液或固体。但就是在这样的低温下,有些气体仍不能变成液体。如氢、氧、一氧化碳、一氧化氮、氦等,所以,人们把它们称为“永久气体”。

为什么永久气体不能被液化呢?科学家发现,任何一种气体都有一个临界温度,高于这个温度,无论施加多大压力也不会被液化。这是因为气体分子间既有排斥力,又有吸引力;气体的种类不同,分子吸引力的大小也不同。永久气体之所以不能被液化,就是因为分子间的吸引力很小,不易被液化,究其原因是临界温度很低。要想液化永久气体,必须获得更低的温度。

一个世纪以前,德国科学家林德等人采用压缩——绝热膨胀法和抽除液面蒸气法,获得了氧气和氮气的液滴。他们的试验是这样进行的:往容器里装进气体,施加高压,气体体积缩小,分子运动加快,温度上升,接着通过冷却剂的蒸发吸热,带走热量,把受压气体冷却到原来的温度。最后断绝容器热量的出入,让受压气体通过狭窄的口子急剧膨胀,对外作功,由于得不到外界热量供应只好消耗自身的内能,这样就可以得到很低的温度。如果把液化了的气体密封到一个容器里,让他蒸发,并在蒸发的过程中抽掉液面上的蒸气,也就是夺走运动最快的分子,实行多级串联,一级一级地逐次进行,就可以把温度降得更低。林德等人把这两种办法结合起来使用,不但获得了液化的氧气、一氧化碳和氮气,而且还创造了-225℃的低温记录。

1898年,苏格兰化学家杜瓦正根据压缩——绝热膨胀原理,在-253℃的低温下液化了氢气。一年后,又用抽除液面蒸气法得到了固态氢,达到了更低的低温-261℃和-263℃。

荷兰物理学家翁内斯花费了半生的精力,终于在1908年,把最顽固的氦气转化成了液体。在液化氦气的同时,还发现了一些物质在超低温下的奇异性质,比如超导现象和超流现象,这些发现,鼓舞着科学家继续向绝对零度进军。

1925年,荷兰物理学家德拜找到了一种获得超低温的新方法——绝热去磁法。把一种顺磁物质放到IK的液氦上边,加一个强磁场,使顺磁物质分子从杂乱无章到按磁场方向整齐排列,会放出一部分热量,这热量让液氦带走。接着在不让热量传入的情况下突然把磁场去掉,顺磁物质的分子从整齐的有序的排列恢复到无规则状态,同时消耗自己的热量,于是液氦的温度进一步下降了。后来美国化学家吉奥克改进这种方法,反复进行这个步骤,于1957年,创造了0.00002K的低温新纪录。

后来,德国物理学家伦敦又发明了氦3和氦4淡化致冷的新技术——稀释致冷法。氦3和氦4是氦的两种同位素,它们通常是混合在一起的,当温度降低到开氏零点几度时,它们会分成两层:氦3主要在上层,其中溶解有氦4;氦4主要在下层,其中溶解有氦3。温度进一步降低,上层里氦4越来越少,最后等于零,但是下层里的氦3却始终保持着一定浓度。如同抽除液面蒸气法一样,人们从下层抽去活泼的氦3“蒸气”,上层的氦3就会“蒸发”下来补充。结果使整个氦液的温度下降。如果连续反复进行这个过程,使氦3不断从上层移向下层,液氦的温度就能不断降低。

由于使用了一系列的“降温”新技术,现在人们已经获得了0.0000001K的最低温度,距离绝对温度就剩下千万分之一度了。只要再努一把力,不是就达到了吗?

可是,德国物理学家斯脱却为这种努力泼了一瓢冷水,他指出,用有限的手段使物体冷却到绝对零度是不可能的。有人还说,这个温度永远也达不到。但科学家并没有放慢向绝对零度进军的步伐。

同类推荐
  • 文化古迹探索

    文化古迹探索

    人类总是充满好奇心,富有求知欲望,不仅对历史积淀的文 化知识和日益发展的科学技术具有浓厚的兴趣,而且对世界上许 许多多的未解之谜都充满了好奇心。这是人类的心理特征,也是 人类社会进步的一种基本动因。从地球到宇宙,从自然到历史, 从科学到艺术,在这许许多多的领域中,无不存在着这样或那样 的“未解之谜”。
  • 轻松玩数字游戏(超级智商训练营)

    轻松玩数字游戏(超级智商训练营)

    会玩的孩子一定是聪明的孩子。思考是人类征服世界的唯一力量,而大脑是思维的发源地。孩子的天性就是玩,那么,我们就可以利用它们的这些天性,让孩子在轻松的游戏充分的开发大脑,在玩中接受全新的知识,让创新思维、想象能力得到全面的发展。书中的游戏融入数字方面的知识,着力于培养孩子想象、观察、耐心、演算等。
  • 谁让我心动(好看系列)

    谁让我心动(好看系列)

    叙事艺术的时尚化表达,是王钢作品最受儿童读者欢迎的一个重要的因素。王钢小说呈现了今天儿童生活的时尚性的一面,而且用很新鲜的、具有当下气息的语言准确地表现了校园生活和儿童内心。王钢的时尚化表达,是从两个方面进行的:一是用幽默的场景和夸张而富有情感冲击力的语言来展现形象的特征。二是小说里每一个小角色的性格和语言都是很独立性的,作家给每一个孩子都画下了一幅喜剧化的脸谱。值得注意的是,王钢意识到了儿童生活时尚化的一面,将这种时尚化加以艺术的呈现,给予审美的观照,赋予爱的色彩。
  • 王子少年的故事

    王子少年的故事

    本套丛书包括《国王皇后的故事》、《王子少年的故事》、《公主千金的故事》、《官员商人的故事》、《庶民百姓的故事》、《能工巧匠的故事》、《女人儿童的故事》、《魔鬼妖怪的故事》、《动物植物的故事》和《生灵怪象的故事》等10册童话故事,其中包括安徒生、格林、豪夫和王尔德的作品,也包括了世界各国许多民间童话故事, 很具有代表性和普遍性。相信这套《世界经典童话故事全集》丛书,能够启迪儿童的心灵、陶冶儿童的情操、培养儿童的情趣、丰富儿童的知识、发展儿童的智力,成为广大父母和少年儿童们的良好读物和收藏品。
  • 华夏童儿失踪了

    华夏童儿失踪了

    本书以五千年发生的重点文化事件为主线,以现代少年儿童独特的视野和寻踪探秘的猎奇心理,编织起尊重史料并将主人公巧妙融入史事的全新故事,展示出一幅集知识性、趣味性和现代审美取向的动漫特色的历史长卷。
热门推荐
  • 女法师的崛起

    女法师的崛起

    她是现代风雷厉行的女特种兵,一朝穿越来到了魔法与武士并存的神奇异世。化身九岁女童,却心存高远之志。我定会站在大陆的最高层,目无余子仗剑天涯。学院试炼横空出世,成为顶尖学院竞相争取的对象。魔兽阁中一鸣惊人,召唤出绝品魔宠AK47。寻至禁地偶得千年幽灵果,魔法一途步入康庄大道。罗刹血地九死一生,凤凰磐涅从此踏上强者之路。宋氏家主为她舍生赴死,无双剑刃为她斩妖除魔。冷傲男子为她上至九霄,可爱正太为她下到九幽。风头之劲一时无二,美男倾心也就算了。偏偏世上唯一有着星瞳之眸的占星少女也对她痴心难改。雪山狼王许下心魔之誓为她守护一生。◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇片段一:忽然间,水晶球绽放出灿烂的青色光芒,这些光芒逐渐汇成一道巨大的青色光柱,仿佛要穿透云彩似的,周围的天空都被染成了青色,远远看去,天空中密密麻麻像被乌云笼罩,遮天蔽日。似乎已经到了夜晚,这般奇异的景象引起来众人的惊叹,“狂风蚀日?风属性天才!”但是这还仅仅是开始,紧接着,青色的光柱突兀的转变成了火红色,光芒愈加明亮,刚才一天空的乌云都被驱散了,一声尖锐的鸣叫响彻天空,一只浑身浴火的鸟儿高傲地睥睨着下面的芸芸众生,“火羽生凤?双属性?!”连台上的老师都开始惊讶了,而且两个属性天赋都是这么突出?在所有人不可思议的目光中,水晶球“嘭”的一声爆裂开来。片段二:六个六芒星互相嵌套,转眼间形成一个光华四射的小六芒星印到了萧雯额间。“出来了。”萧雯感觉到了空间的波动,是什么?萧雯摊开双手。枪?那股冰冷而又熟悉的触觉差点没让萧雯崩溃,这是?AK47?居然出现在了魔法世界,我靠,饶是萧雯这样的四好青年也忍不住了。老天你玩我吧,这是魔法世界哎。“妈妈。”那把枪忽然发出声音。“什么?”萧雯一把扔掉手中的AK47,跳到一边,“老师,它、它、它、它、它居然开口说话了,你听到了没有?还是我听错了?”温黎老师很淡定“看样子是只绝品宠物了,魔兽进化到一定级别甚至会化成人形,说话有什么大不了的,只能说明它级别比较高。”“可是,可是老师,它它它,它是一把……”一把枪哎。◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇踏险地过雪山毁魔殿。问天道寻因果建法则。强者为尊杀伐果断。傲霜神兵且陪我笑傲江湖。◆
  • 庶色可餐

    庶色可餐

    韩府庶女九姑娘,八岁时和姨娘被太太赶到田庄,三年后姨娘病逝受尽恶奴欺压。两年运筹帷幄,一朝得回韩府,从此步步为营在韩府站稳脚跟。怎奈封建礼教压死人,她再怎么足智多谋,仍旧要接受父母之命媒妁之言的包办婚姻。嫁入名门只求衣食无忧有一席之地,却抵不住暗潮涌动人心险恶,无奈之下只有奋起反击。她从来都不是善男信女,不说话不代表她是傻瓜,不反击不代表她在害怕,惹恼了她,一样扇坑爹的嘴巴子!成为当家主母,管教便宜儿子,教导乖巧女儿,收服夫君,一切尽在掌握中!
  • 复活节岛的巨石阵

    复活节岛的巨石阵

    失窃的天神钥匙,可怖的地下迷宫,苏醒的远古战神竟然是机器人……还等什么,翻开“奇迹之旅”你就能得到一次前往神秘遗址的机会!一场惊心动魄的冒险旅途!数轮挑战智力的头脑风暴。
  • 绝世舞娘:与君共白头

    绝世舞娘:与君共白头

    他与她初识时,他们只懂得在泥地里打架。所有的缘份只因一只珠钗而起。他与她相爱时,她早成为他的至亲。他们相思成瘾,相思成疯;他与她相守时,他们学会了相依为命。在经历了种种人世沧桑变迁,她早已成为他的心灵归属,即使她已不在人世。。。。。。
  • 神医弃妃,腹黑邪王极宠妻

    神医弃妃,腹黑邪王极宠妻

    精彩抢先看:某一日,云心槿在书房中无意翻到一本言情小黄书,上面明显批注了追妻三法:一、故意惹她生气,让她时刻想着你的坏。二、布下爱的天罗地网,让她无处可逃。三、霸王硬上弓,先占领她的身,再占领她的心……“亲爱的,没想到你还会看这种小黄书啊……”某女得意地拿着小话本在男人面前晃着,笑颜如花。“为夫不仅会看,还会做……”***一朝重生竟然成为被新婚退婚的弃妇?还是不受宠的庶女?父亲无情,嫡母阴险,嫡姐蛮狠,还有极品前未婚夫处处刁难!被算计嫁给活不过二十五岁的鬼面王爷……嫁就嫁,大不了这病秧子死了,她就是有钱寡妇,到时候爱怎么着怎么着。可是谁能告诉她这鬼面王爷为什么活得比她还糟糕!爹娘早死,继母恶毒,更有一群虎视眈眈的豺狼虎豹。婶可忍叔不可忍,病秧子是吧,中西结合让他一天天好起来。鬼面又如何,云家秘制祛疤法无痛无刺激更无残留……
  • 美人卷珠帘

    美人卷珠帘

    【广西师大出版社策划出版】珠帘秀,一代名伶,风华绝世,色艺双全。有人说她与号称梨园领袖的某男甲是未婚夫妻,有人说她与翰林学士某男乙是知心爱人,也有人说她与一位神秘小道长丙过从甚密……她蠕动着花瓣一样的嘴唇,娇羞地辩解道:“不是你们想的那样,我们只是好朋友啦。”……请看一位古代女明星的成长与情感故事。我的另外两本完结书:《极恶皇后》,《砚压群芳》
  • 邂逅绝情酷总裁

    邂逅绝情酷总裁

    “如果我和她一样死去,你是否能够放过我了?”她手抚摸着微微隆起的腹部,望着川流不息的车辆。“死?太便宜你了!我要你生不如死,想这么快解脱,没那么容易!”愠怒的光芒在瞳仁中闪动,嘴角擒起一抹冷笑。“太累了……”眼底洇开一片微凉,“对不起,我还是不能让你忘却仇恨。对不起,不能让你折磨得尽兴。对不起,我无法控制自己,我爱上你了……”说完,纵身倒入车流。“嗤——”刺耳的声音划破苍白的天穹……————————此文虐心虐身,入坑自带纸巾。雪色打算好好后妈一把。(*^__^*)嘻嘻……
  • 福妻驾到

    福妻驾到

    现代饭店彪悍老板娘魂穿古代。 不分是非的极品婆婆?三年未归生死不明的丈夫?心狠手辣的阴毒亲戚?贪婪而好色的地主老财?吃上顿没下顿的贫困宭境? 不怕不怕,神仙相助,一技在手,天下我有! 且看现代张悦娘,如何身带福气玩转古代,开面馆、收小弟、左纳财富,右傍美男,共绘幸福生活大好蓝图! !!!快本新书《天媒地聘》已经上架开始销售,只要3.99元即可将整本书抱回家,你还等什么哪,赶紧点击下面的直通车,享受乐乐精心为您准备的美食盛宴吧!)
  • 众神天下

    众神天下

    史诗般的神话时代。魔神蚩尤裂斩涿鹿。妖王孙悟空五行封印于异界。人神轩辕神秘失踪。无数神话中人物血溅沙场!无数迷团笼罩的上古传说,波澜壮阔的众神历史各大文明种族于战争悲歌中交替着一段段传奇,上古百族、仙魔大战、诸侯争霸、浮云苍穹!乱世之中神秘少年横空出世一一揭开不世之迷!
  • 被诅咒的奖金游戏

    被诅咒的奖金游戏

    答对了越多的题目,奖金累计得越让人垂涎,诱人的巨额奖金,这是最让人垂涎欲滴的奖金游戏。最后得到的人只有一个,只有答对所有题目的人能够拥有这份巨大的财富。羡慕,嫉妒,欲望,往往能将最单纯的心污染侵蚀。