奇妙的溫度

前言

從很小的時候，我們就習(xí)慣于通過數(shù)量來認識和比較身邊的事物，如幾輛玩具車的大小和它們運動的快慢；我們幾歲了？熱不熱、冷不冷？等等。我們甚至不曾設(shè)想過離開數(shù)量的世界會是個什么樣子。其實，世界就是世界，它客觀地存在著，數(shù)量是自我們的祖先起始的人類為了認識、比較和描述世界、為了交流，而采用的方法。然而。數(shù)量卻真的很神奇，沒有數(shù)量的世界連在一起，難解難拆；一用上數(shù)量，世界便清晰起來了。

內(nèi)容概要

“數(shù)量中的科學(xué)”這套叢書，以與我們普通人關(guān)系密切、在日常生活中常用到和體會到，或靠日常經(jīng)驗?zāi)軌虮容^好地理解為標(biāo)準(zhǔn)，選擇四個基本量——長度、質(zhì)量、時間、溫度為主題，通過對自然科學(xué)中大到宇宙星系、小到亞原子粒子的各種事物所涉及到的數(shù)量及其相關(guān)知識進行描述，形成了《奇妙的長度》、《奇妙的質(zhì)量》、《奇妙的時間》、《奇妙的溫度》這樣4本書。本書為其中之一的《奇妙的溫度》分冊，講述了溫度的故事。

書籍目錄

1032℃  宇宙大爆炸時的初始溫度1.5萬億℃  歐洲大型正負電子對撞機的最大能量1萬億℃  科學(xué)家制造“夸克-膠子等離子體”物質(zhì)時的溫度5.1億℃  托卡馬克裝置的加熱溫度1億℃  美國國家點火裝置激光加熱的溫度1500萬℃  太陽中心溫度7000℃  世界上第一臺激光器達到的溫度6600℃  地核中心溫度6000℃  光學(xué)高溫計測溫上限3500℃  地球外核與地幔交界處的溫度3500℃  世界第一座超大型太陽爐高溫30OO℃  磁流體發(fā)電機工質(zhì)溫度2700℃  宇宙“大爆炸”后氫原子形成時的溫度2500℃  充氣白熾燈的工作溫度2000℃  美國“深度撞擊”號飛船撞擊“坦普爾1號”彗星時的瞬時溫度1728℃  氧化硅高溫陶瓷熔點1150℃  煉鐵溫度1000℃  火山噴發(fā)熔巖的平均溫度900℃  流化床燃燒溫度760℃  磁鐵失掉磁性的居里溫度700℃  新石器時代早期陶器的燒成溫度600℃  生物質(zhì)快速分解溫度500℃  合成氨反應(yīng)溫度485℃  金星表面溫度329.8℃  西藏羊八井地?zé)崽锏責(zé)崃黧w溫度178.5℃  膽甾醇苯甲酸脂轉(zhuǎn)化為液晶的溫度127℃  月球白天陽光垂直照射地方的溫度101.42℃  重水的沸點100℃  水沸騰并汽化90℃  聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中DNA變性溫度60℃  夏季沙漠地區(qū)常見溫差50℃  彗星接近太陽時的表面溫度41℃  鳥的平均體溫37℃  人的平均體溫28℃  中生代地球赤道附近的年平均氣溫24℃  人在室內(nèi)感覺最舒適的溫度21℃  中國南海表層水溫與800米深層水溫之間溫差20℃  冬季黑潮表層水溫20℃  火星赤道地區(qū)白天地表最高溫度9℃  冰期氣溫平均氣溫與現(xiàn)在平均氣溫的差值6℃  發(fā)生厄爾尼諾現(xiàn)象時熱帶東太平洋海溫異常增幅5.5℃  對流層每升高1000m氣溫的降幅5℃  最近一次冰期至今全球平均溫度升幅4℃水在此時密度最大0.6℃  20世紀(jì)地球平均氣溫升幅1015℃  COBE衛(wèi)星探測到的宇宙微波背景輻射的極微小輻射溫度變化0℃  水的冰點0℃  蔬菜水果儲存適宜溫度零下29.8℃氟利昂-12的沸點零下43℃  谷神星表面的平均溫度零下70℃  北極最低氣溫零下94.5℃  南極極點的最低氣溫零下140℃  土星的表面溫度零下180℃  土衛(wèi)六表面的日平均溫度零下233℃  冥王星的表面溫度零下248℃  柯伊伯帶天體“2003UB313”的表面溫度零下260℃  星際塵埃的溫度，零下265.93℃  鉛變成超導(dǎo)體的臨界溫度零下269℃  氦的液化溫度零下270.15℃  （2.7K）宇宙微波背景輻射溫度零下270.9℃  液氦變?yōu)槌黧w零下272.66℃  歐洲核子中心制造反氫原子時的溫度零下273.16℃  絕對零度

章節(jié)摘錄

插圖：到老年階段時，核心的溫度已達到40億℃，鐵原子核轉(zhuǎn)變?yōu)楹ず椭凶?，一些重原子核連續(xù)俘獲中子，形成比鎳更重的多種元素。當(dāng)大質(zhì)量恒星生命終結(jié)時會出現(xiàn)超新星爆發(fā)，這時內(nèi)部高密度的中子會連續(xù)撞擊其他重原子核，生成鈾、釷甚至更重的放射性元素。隨后，這些物質(zhì)被拋入太空，成為新的星際物質(zhì)，在合適的時機又會重新形成第二代恒星。事實上，正是由于我們的太陽屬于第二代恒星，才會形成各大行星，地球才會擁有這么豐富多彩的物質(zhì)世界，并最終孕育出生命，這些都要歸功于前一代恒星留給我們的“遺產(chǎn)”。產(chǎn)生的能量過于巨大和迅速，難以用來發(fā)電。為此，各國科學(xué)家們一直在努力探索，希望研制出一種類似核裂變反應(yīng)堆的裝置，用來控制聚變反應(yīng)的速度，使其長期穩(wěn)定地逐漸釋放出能量。如果解決了這項技術(shù)，核能將真正成為人類取之不盡、用之不竭的持久能源。目前科學(xué)家們已克服了如何加熱的難題，接下來的難題是如何控制這些具有上億攝氏度、已全部變成高溫等離子體的氘和氚，因為世界上沒有任何容器能夠盛裝它們。所謂等離子體其實就是在高溫下失去部分電子的原子與脫離原子的正負電子共同組成的氣態(tài)帶電物質(zhì)。20世紀(jì)40年代，科學(xué)家們提出用封閉的磁場來約束高溫等離子體的建議，因為磁力線是無形的，所以不懼怕高溫。1954年，前蘇聯(lián)科學(xué)家建成第一個采用磁約束方法實現(xiàn)個別聚變反應(yīng)的“托卡馬克”裝置，又稱“環(huán)流器”。20世紀(jì)80年代初，美國和德國科學(xué)家首次研制出可以在很短的瞬間輸出微小聚變能量的托卡馬克裝置。目前世界上最大的托卡馬克裝置是位于英國牛津郡卡勒姆科學(xué)中心的“聯(lián)合歐洲環(huán)”，由歐洲20個國家合作研制。它采用超導(dǎo)電磁線圈環(huán)形磁場約束方式，將燃料噴入后可以加熱到l億℃以上的高溫。位于美國新澤西州普林斯頓等離子物理實驗室中的托卡馬克裝置，可以將氘和氚的等離子混合體最高加熱到5.1億℃，比太陽中心的溫度還要熱30倍。但它們輸出的聚變能量都不大，遠小于所消耗的能量。中國也在積極發(fā)展自己的核聚變實驗裝置。

編輯推薦

《奇妙的溫度》由北京理工大學(xué)出版社出版。

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