寒冷的秘密你知道多少|秘密游戏(简t版)欲也

时间：2019-02-26 05:39:25 来源：千叶帆本文已影响人

　　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……-273.15℃，没有比这再冷的了。　　-273.15℃，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。
　　我们有时会说“绝对零度”，而不是-273.15℃。事实上，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(开氏温标)，而0℃相当于273.15开。
　　一个名叫纪尧姆・阿蒙东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℃左右。
　　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。当我们把温度降到－273.15℃时，原子们都静了下来。科学家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℃的冰块做例子，你还能把它再降个十几摄氏度吗?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。然而，一个温度为-273.1 5℃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。
　　
　　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状态。气体和金属会变成超流体或超导体，并且表现得十分怪异……
　　想像中，我们将前往酷寒之地：约-270℃的深寒世界。在那里，我们和一种液体有约，那就是氦。你或许比较熟悉它处于气态时的样子，就是这种气体带着气球从千家万户的屋顶上飞过。但就像所有气体在低温下所表现出的那样，它也会液化。在269℃，氦会液化。而再降低1℃，它们就变得疯狂，如天外来客般令人匪夷所思。1937年，当人们首次观察到这种现象时，竟然找不到合适的语汇来形容它，俄罗斯物理学家彼得・卡皮查不得不为此发明一个新词：超流体。
　　超流体令人印象最深刻的，是它“穿墙而过”的能力。这种超能力是因摩擦消失而来。当我们说某种液体很黏稠，是指它在物体表面很难流淌。比如说蜂蜜非常黏稠，水就不太黏稠：而超流态的氦是一丁点儿都不黏稠，所以它很容易流淌、散开。对它而言，所有的容器都是一个超级漏勺。想像一下：一条只有几十亿分之一米(相当于一颗原子大小)宽的缝隙，氦原子们争先恐后地从这条裂缝潜出。超流体的黏度为零，因此没有任何力量可以阻止它运动。
　　超流体并不孤单，还有一种叫做“超导体”的，它俩从某种程度上而言就像是表兄弟。超导与超流类似，不过它不再发生在氦原子身上，而是发生在电子身上。在正常情况下，电子会不断撞击导体金属的原子，本该用于前进的能量结果变成热能散失掉。当它们最后再也无力前进时，电流也随之消失了。但在极低的温度下，一切都变了。降至临界温度以下后，电子就不再撞击原子，它们就好像从一条堵塞的道路转到了高速公路上，再没有任何障碍。结论就是，一旦把电流注入超导金属，这股电流可以几年不断，而且不需要发电机来维持。
　　
　　(据《读者》)

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