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在前几年 , “大力出奇迹”成了风靡一时的网络流行语 。 这个词语其实一开始是用在台球这项运动上的 , 因为很多时候新人的技术不够熟练 , 无法精准地将球打进洞中 , 所以常常会很用力地打出一杆 , 如果运气够好 , 就能把好几个球都打进球袋里面 。
Tips:台球Billiard , 是球类运动项目之一 。 运动员在台球桌上 , 用超过91.4厘米长的球杆 , 按照一定的规则 , 通过击白色主球 , 使目标球入袋的一项体育休闲项目 。
然而 , 在科学领域中 , 也有一个能够称之为“大力出奇迹”的例子 , 那就是使用“土法制冷”来试图到达绝对零度 。 在这条路上 , 已经有许多位科学家做出了努力 , 研究过程中获得的成果也已经应用到了各个领域 , 为我们带来了更加方便快捷的生活 。
什么是“绝对零度”
因为人类可以很容易地感知冷热的区别 , 所以温度是人们相当直观地掌握的科学特征 。 但是 , 人们在区分冷热时 , 实际上体验到的是系统包含的热能 。 在日常生活中 , 我们通常会认为冷热是一种相对的状态 。 比如 , 我们会觉得一杯凉水比火更冷 , 但是要比冰块更热 。 但是绝对零度则是一个不需要比较的温度 , 因为这是理论上的最低温度 , 不可能有比它更低的温度 。 按照摄氏度的标准来算 , 这个温度是-273.15℃ , 按照华氏度的标准来算 , 这个温度是-459.67℉ 。
Tips:温度是表示物体冷热程度的物理量 , 微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度 。 温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量 , 而用来量度物体温度数值的标尺叫温标 。
要了解绝对零度的前提是了解什么是温度 。 温度只是衡量物质中原子或分子移动速度的一种方法 , 或者更准确地说 , 是这些粒子的平均动能 。 如果把我们感受温度的过程想象成一个原子躲避球游戏 , 当有原子击中你时 , 你就能感受到它的能量 。 当我们在一个极小的范围内被数以万亿计的躲避球击中 , 就能够感知到温度 。
当一个热的物体接触一个冷的物体时 , 更快、更热的原子会把它的速度或者说能量传递给更慢、更冷的原子 , 随后更热的物体会冷却下来 , 而原本更冷的物体温度会上升 。 绝对零度中的“零”是有意义的 , 它指的是物质中的粒子基本都静止时的温度 。 因此 , 此时物质中的粒子已经不可能再减慢速度 , 也就没有可以再传递出去的动能 , 所以不可能有更低的温度 。
Tips:粒子 , 最早发现的粒子是原子、电子和质子 , 1932年又发现中子 , 确认原子由电子、质子和中子组成 , 它们比起原子来是更为基本的物质组分 , 于是称之为基本粒子 。
不过 , 当达到绝对零度的时候 , 物质中的原子并不是完全静止的 , 这就涉及到量子物理学方面的知识了 。 实际上 , 无论天气温度有多冷 , 每个原子内的活动都还是在继续 , 无论是电子还是质子和中子 , 也都是如此 。
发现绝对零度的是法国发明家纪尧姆·阿蒙顿 , 他在童年时期就失去了听力 , 并且从未上过大学 , 但是他在1702年推论出了绝对零度的基本概念 。 他通过实验表明 , 气压与温度成正比 , 并推论出存在一个最低温度 , 在该温度下 , 气压会达到最低值 。 他甚至估计出了-240℃的数据 , 这非常接近绝对零度的实际值 。
Tips:听力hearing , 是指启动听觉器官 , 接收语音信息的一种能力 。 其能力运用的有效性一般取决于倾听是否专心 。
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