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低温技术的应用

作者:袁老师 来源: 日期:2014-11-12 点击次数:735

    低温技术的应用

    低温技术不仅与人们当代高质量生活息息相关,同时与世界上许多尖端科学研究(诸如超导电技术、航天与航空技术、高能物理、受控热核聚变、远红外探测、精密电磁计量、生物学和生命科学等)密不可分。在超低温条件下,物质的特性会出现奇妙的变化:空气变成了液体或固体;生物细胞或组织可以长期贮存而不死亡;导体的电阻消失了——超导电现象而磁力线不能穿过超导体——完全抗磁现象;液体氦的黏滞性几乎为零——超流现象,而导热性能比高纯铜还好。下面我将主要介绍低温奇迹、低温技术的应用和低温是如何产生的。

    低温世界的奇迹 

    ⑴低温的世界就像童话里的世界,各种物质在低温下会呈现奇特的景象:在-190℃以下的低温下:空气会变成浅蓝色的液体,叫做“液态空气”;若把梨子在液态空气里浸过,它会变得像玻璃一样脆:石蜡在液态空气里,像萤火虫一样发出荧光。如果把鸡蛋放进-190℃的盒子中,能产生浅蓝色的荧光,摔在地上会像皮球一样弹起。在-100℃到-200℃的环境里,汽油、煤油、水银、酒精都会变成硬邦邦的固体;二氧化碳则变成了雪白的结晶体,平时富有弹性的橡皮变得很脆,钢铁也变成了“豆腐”;酒精会变得像石头一样硬,塑料会像玻璃一样脆;鲜艳的花朵会像玻璃一样亮闪闪,轻轻地一敲,发出“叮当”响。从鱼缸捞出一条金鱼放进-190℃的液体中,金鱼就变得硬梆梆,晶莹透明,仿佛水晶玻璃制成的工艺品,再将这“玻璃金鱼”放回鱼缸的水中,金鱼说不定会复活。

    ⑵超导与超流:随着温度降低,室温时的气态物质可以转化成液态、固态。如果升高温度(数百万度),气态可以转化为等离子态,所有原子和分子游离成带电的电子和正离子,人们称等离子态为物质的第四态。一些金属、合金、金属间化合物和氧化物,当温度低于临界温度时出现超导电性(即零电阻现象)和完全抗磁性(把磁力线完全排除出体外现象)。液氦温度低于零下271度时还出现超流现象,液体的黏滞度几乎为零,杯子内的液氦会沿器壁爬到杯子下面,液体的传热系数比铜还好。上述两种现象可称为超导态和超流态,人们把超导态和超流态称为物质的第五态。


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