寒冷的秘密你知道多少?</STRONG>

    寒冷让你发抖,逼你不得不找出长围巾、戴上软帽……可你是否真的知道它的秘密呢?寒冷是一个充满奥秘的存在,它遵守某些奇怪的定律,扰乱它所接触到的躯体,并且以降到极限温度为乐……小心冻着!
    -273.15℃没有比这再冷的了!
    无论你用多少冰块都没法得到比这更低的温度。这是绝对零度,寒冷的极致。
    为什么我们有时说"绝对零度"而不是-273.15℃?
    它们是同一个意思。为了方便,物理学家使用的温标和我们不一样。他们较喜欢使用以一位英国物理学家开尔文(Kelvin,1824~1907)命名的"开氏温标"。这个温标来源于可能出现的最低温度。这就是为什么-273.15℃相当于0开(我们不说"开尔文度"),而0℃相当于273.15开。
    是谁发明了绝对零度?
    一个名叫纪尧姆·阿蒙东(Guillaume amontons,1663~1705)的法国人第一个假设了极限温度的存在。1703年,他发现降低密封瓶中一定体积的空气的温度,瓶中的气压也会随之降低。他由此推断温度降得越低,气压也就会越小,直到为零。然而气压代表的是外部力量对一个表面的作用力,它不可能为负数。一旦降到零,它便无法再低,这时它所对应的温度也同样降无可降。阿蒙东推算这个温度为-240℃--不赖啊!
    物质在这个温度下会出现什么变化?
    在高于绝对零度的温度下,组成物质的原子充满了活力。如果仔细观察,我们会发现它们跳动着,回旋着,闹腾着,简直和课间休息时的学生差不多。现在,我们把温度降到这鼎鼎大名的-273.15℃,看看会发生什么……上课铃声响了!原子们个个都静了下来,振动、躁动、转动……都停止了。我们把这一状态称为它们的能量基态。
    为什么温度不能降得更低?
    拿一个-273.15℃的冰块作例子……或者不要"拿",就观察一下好了。你还能把它再降个十几摄氏度吗……试试看……不行吧?别沮丧,即使是最优秀的物理学家也无法做到这点。因为一个物体要冷却,必须以热量的形式出让一部分内部能量。热量实际上是两个物体传递能量的"钱币"。想知道热量从哪里传向哪里,只需要比较两个物体的温度。"喂,你!你比我更热吗?那么分点你的能量给我,直到我俩温度相同。我接受热量和信用卡付账。"--这可能就是冰块和一杯热水之间的对话内容。然而,一个温度为-273.15℃的物体无法出让热量,它没有足够的内部能量可供出让,仅剩的那一点只够维持它自身存在。它唯一能做的是接受热量,也就是回暖!
    现在的纪录是多少?
    0.0000000001开!这不是绝对零度,但已无比接近了……这是芬兰赫尔辛基大学的研究人员在1999年运用磁性非常强的磁体取得的。但老实说,被冷却的只是铑原子核的一小部分。根本无法冷却整个实验样品,比如说围绕原子核做运动的电子就热很多。而在巴黎高等师范学校的卡斯特勒-布罗塞尔(Kastler-Brossel)实验室内,研究人员成功地用激光冷却了几十亿个原子,不过他们所达到的最低温度要比赫尔辛基团队高10倍左右……
    而对于体积更大的物体,更不可能降到这样的低温。法国格勒诺布尔(Grenoble)超低温研究中心实验室将25厘升氦降至0.0001开,保持着这方面的一项纪录。该实验室使用的正是昨日的冰箱制冷技术。
    这是宇宙的温度吗?
    不!宇宙深处的温度为2.7开,即-270.5℃。不过宇宙中自然也有些热源,比如说恒星。为了理解这仅剩的一点温度是从何而来,只需把宇宙想象成一大碗汤,一碗130多亿年来一直在冷却的汤。130多亿年前发生的大爆炸是万物的开端,时间与空间的起源。宇宙从比针头还小的一点开始,不断膨胀。而那时的温度,比任何我们所能想象的温度都要高。宇宙炽热、滚烫。而从无极限的高到2.7开,可以说这碗汤真是冷透了!而且它仍然在降温。唯一可以确定的是,宇宙温度永远不会低于0开。
    匪夷所思的寒流世界!
    在极低的温度下,物质会丢弃它们原有的礼仪。气体和金属会变成超流体或超导体,并且表现得十分怪异……
    多穿些衣服,我 阅读全文>>