地球上最冷的地方在南極,最低氣溫為-88.3℃,被稱為“世界寒極”。在月球陰面,最低氣溫為-160%,而在宇宙深處,最低氣溫達-270%。寒冷到底有沒有盡頭呢?科學家回答:有,這就是“絕對零度”-為273.15℃。
低溫就像一位神奇的魔術師,能使物質的性質發生很大變化,溫度越低則魔法越奇異,它還與我們的生活有密切關系呢!
-190℃時空氣變成淺藍色液體,屬超低溫世界。如果把雞蛋放進去,它會閃爍淺藍色熒光,摔到地上會像皮球一樣彈起來:把鮮艷的花朵放進去,有如彩色玻璃一般,輕敲“叮當”響,重敲則碎了。金屬在低溫時內部結構會變松散,稱為“金屬的冷脆現象”,只有銅和一些合金不怕低溫。金屬的這種冷脆現象危害很大,但也可為人類造福。例如,戰場上布滿地雷,探雷器可以找到它,但排雷很危險,而將液態空氣撒到這些地方,溫度急劇下降,地雷中的彈簧就會變脆失去彈性,不能再爆炸。一般粉碎機很難將硬度高、彈性大的材料粉碎,而用冷脆技術,不僅可以迅速粉碎,還可以控制顆粒大小。在電爐煉鋼中,原材料是廢鋼,過去用1400℃電弧來切割,很費力,現在低溫冷脆,一小時可粉碎30噸,還可以減少氧化。低溫技術在食品工業、中草藥加工、醫療手術、隧道挖掘等方面都大有用途。又如,清除海上石油污染是一個大難題,用低溫清污法,在漂浮的石油層上噴灑液氮,水面上的石油能迅速凝結成顆粒,再將這些顆粒鏟走,就能保護海洋環境。
低溫魔術師最出色的表演,當屬“超導現象”。1911年,荷蘭科學家卡麥林·翁納斯在低溫實驗中意外地發現:當溫度降至-269℃時,水銀的電阻突然消失了。這就是“超導現象”,超低溫使物質變成一種新物態——超導態。
多年來,人們一直尋找用來傳輸電流的超導材料,因為其意義太大了。目前世界上的電能約有1/4損耗在輸電線路上,如果使用沒有電阻的超導體做輸電線路,再采用一些絕熱技術,就實現了無損耗輸電,實際上等于加大了發電量。在世界能源緊張的今天,這可是一筆可觀的財富啊!因此,世界上許多國家正在投巨資研究低溫超導,并取得了一些進展。
責任編輯 薛擁祥