神奇的低温世界.pptVIP

什么地方最冷？ 最冷的地方在南极：-88.3°C，被称为“世界寒极”。 在月球的阴面，温度为-160°C； 在宇宙深处，达-270°C。 寒冷有没有尽头？ 有，这就是“绝对零度”，即-273.15°C，用0K表示。但这只是理论值，科学家正在通过实验，努力向它逼近。 在1958年，已达到距离0K只有1/（5万），经过十几年的艰苦努力，终于逼近到距离0K只有3/亿的新纪录。 低温的魅力在哪里？ 科学家之所以如此痴迷于低温，因为它就像神奇的魔术师，可以使物质的性质发生奇妙的变化，温度越低则魔法越神奇。 历史上已经有五次诺贝尔奖给了低温物理学。 低温下的空气 空气在-190°C时会变成浅蓝色液体， 如果把鸡蛋放进去，它会产生浅蓝色的荧光，摔在地上会像皮球一样弹起来； 鲜艳的花朵放进去，会变成玻璃一样光闪闪，轻敲会发出“叮当”声，重敲会破碎； 将一条金鱼头朝下放入液态空气中，再取出来时，它会变得硬邦邦，晶莹剔透，仿佛水晶玻璃制成的工艺品，更为神奇的是，再将它放入水中时，它竟然复活了，又摆动着轻纱般的尾巴游了起来。 怕冷的金属 低温时，金属的内部结构会变得松散——金属的“冷脆现象”。 不仅锡怕冷，铝、镁甚至钢铁也都怕冷。 金属 “冷脆现象”带来的灾难 1913年，俄罗斯一南极探险队，由于装汽油的铁箱是用锡焊的，一遇低温，焊锡变成粉末，汽油全部漏光——探险队全部遇难。之后，凡到南、北极或严寒地区，油箱一律不许用锡焊。 1938年和1940年，在比利时，先后有两座铁桥在严寒中轰然坍塌。 1943年2月，美国纽约附近的一个直径12米的贮气罐突然破裂…… 哪些金属不怕冷？ 只有金属铜和一些合金（如铝合金、钛合金等）不怕低温。所以对于低温设备，如盛液态空气，常使用金属铜作容器。 金属 “冷脆现象”也能造福人类 将液态空气洒在地面，由于温度骤降，使地雷中的金属弹簧变脆而失去弹性，也不会爆炸。 应用冷脆技术，不仅可以迅速粉碎那些硬度高、弹性大的材料 ，还可以控制颗粒大小。 对于回收的废钢，在回炉炼钢前的粉碎一直是个难题。过去用1400°C的电弧来切割，既费力，又污染环境。现在利用低温冷脆技术，一小时可以粉碎30吨。 低温世界服务于人类 清除海上石油污染是一大难题，现在应用低温清污法：向漂浮的石油层下喷洒液氮，水面上的石油便迅速凝结成颗粒而被铲走，对水中生物无任何影响，同时很好地保护了海洋环境。 低温的另一奇招 当某些材料被冷却到低于某个转变温度时，电阻会突然会消失。科学家将这种现象叫做超导现象。 1911年，荷兰科学家卡麦林.翁纳斯在低温实验中意外发现：当温度降至-269°C时（液氦温区），水银的电阻突然消失，这就是“超导现象”，即超低温使物质变成了新物态——超导态。 超导的神奇 有人做了一个有趣的实验：将金属铅做成一个圆环，放入接近0K的超低温中，这时，铅的电阻消失了！在环中通上电流，然后截断电源，将整套装置密封起来。放置二年后将装置打开，测量电流强度，发现几乎没有变化！ 原来，超导环的电阻为0，因此没有能量损失，环中的电流可以几年、十几年、几十年经久不衰！ 电力工业 目前世界上的电能约有1/4损耗在输电线路上，若使用无电阻的超导材料做输电线路，再采用一些绝热技术，就将实现“无损耗输电”，等于增加了发电量。 超导电缆 最近科学家已设计制造出实用超导电缆：利用一种合金氧化物（钇钡铜氧）制成几毫米的带子，缠绕在装有流动液氮的管子上，再加上几层绝热层，一根超导电缆就制成了。它的输电能力是铜的34倍。 超导磁体 研究人员已制造出超导磁体，它无电阻、无热损耗，易产生强大磁场，且节省电力：5万高斯的强磁场只需几百瓦功率的电源，过去，一个产生5万高斯强磁场的磁体重量达20吨，而目前只有几公斤。 核工业受益 超导磁体还解决了受控热核反应的容器难题——核聚变须在近亿摄氏度的高温下进行，很难找到能承受如此高温的容器，使得人工受控热核反应久久不能实现。 现在利用超导磁体形成一个神奇的瓷瓶，它可约束热核反应在其中进行，因为在近亿摄氏度的高温下，氢原子变成了一个个带电粒子，强大的磁场可以阻止它们外溢。 超导磁悬浮列车 利用超导材料的抗磁性，将超导材料放在一块永久磁体的上方，由于磁体的磁力线不能穿过超导体，磁体和超导体之间会产生排斥力，使超导体悬浮在磁体上方。利用这种磁悬浮效应可以制作高速超导磁悬浮列车。 超导计算机 高速计算机的散热是超大规模集成电路面临的难题。而超导计算机中的超大规模集成电路，其元件间的互连线用接近零电阻和超微发热的超导器件来制作，不存在散热问题，同时计算机的运算速度大大提高。 冷藏生命 低温技术还可以使生命冷藏成为可能。 前面的金鱼冻僵又复活的实验生动地告诉我们：生命可以冷藏！但必须是“速冻”才能复活，如果是缓慢降至超低温，仍无法复活。 为何必须