低温下的奇迹

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  自然界的低温,对人类有害;然而,人工低温却可以创造出奇迹,造福于人类。
  19世纪的俄罗斯,一个冬季的一天,气温骤然下降到零下33摄氏度,士兵急需棉大衣。当彼得堡军需仓库被打开大门后,管理员发现大衣上的锡制钮扣全都不见了,只是在钉钮扣的地方留有一些灰色的粉末。管理员因这件事险些被杀头。后来是科学家解开了这个谜:金属锡在零下32摄氏度开始患“锡疫”,变为松散的粉末,是低温搞的鬼。
  科学家通过实验发现,在极低的温度下,物质的性质就会发生奇异的变化。超低温技术,在人们的日常生活中已广泛使用,比如医疗、材料学、航天等领域。超低温可以使人“起死回生”。美国的一所医疗研究机构,进行冷却生命的实验,让患有绝症生命垂危的患者,安息在特制的低温密封舱中,经过零下196摄氏度急速降温,人虽然死了,但细胞不会被冻坏。
  当医学技术发展到可以治愈这种病症时,再将人体慢慢解冻,人就可以“复活”治愈病症,从而“死而复生”。
  低温可以使金属变得松脆不结实,危害很大,然而这种冷脆现象也可以造福于人类。对那些布置在战场上的地雷,探雷器虽然可以探出来,但是进行排雷却很危险。如果将超低温的液态空气洒到地雷上,使地雷的弹簧失去弹性,然后就可以轻而易举地将地雷取出来,再也不用担心它会爆炸了。
  旧钢铁在回炉时,粉碎机很难将大部件粉碎冶炼。然而,利用低温技术,先使金属变得冷脆,这样不仅能迅速粉碎,而且还可以控制颗粒的大小。这种新技术,不仅可以节省能源,而且还可以避免“热切割”中的金属氧化现象,减少了金属的损耗,从而降低了冶炼成本。
  低温是没有电阻的最佳导体——“超导体”“催生婆”。再好的金属导体,也会排斥电流在其上面流动,这就是人们所说的“电阻”。电阻越大,电流在线路上损耗就越多。因此,科学家一直在寻找超导体。一次,科学家在低温实验中,却意外地发现了“超导体”。
  1911年,荷兰物理学家开麦林·昂内斯在做实验,当他将水银冷却到零下40摄氏度时,亮晶晶的水银竟然成了“冰块儿”,变成了固体。随后,他将固体水银拉成细丝,并继续降低温度,同时测量不同温度下水银的电阻。当他把温度降低到零下269摄氏度时,水银冻得比钢钉还硬,更令人意想不到的是,水银的电阻突然变成了零。
  科学家根据理论计算,物质的绝对零度为零下273.16摄氏度。而超导材料大多要接近这个温度,因此较难获得,实用价值不大。
  通过科学家的不断努力,超导材料诞生的温度一直在提高。
  美籍华裔科学家朱经武,我国物理学家赵忠贤,于1987年相继发现了电阻为零的钇钡铜氧系高温超导材料。随后,我国科学家又发现了在零下196摄氏度的液氮中就能工作的高温超导材料。这可以说是20世纪科学技术上的重大突破。因此,磁悬浮列车所采用的超导电磁铁,已经比较经济实用了。
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