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温度最低能达到多少?

温度最低能达到多少?

书名:令人着迷的化学作者名:左卷健男本章字数:1122更新时间:2024-06-14 14:08:47

最低气温

在日本,越往北走的话,就会越冷。日本境内有记载的最低气温,是1902年1月25日这一天,在北海道的旭川,达到了-41.0℃。1983年7月21日,南极的科学考察站东方站,首次观测到了-89.5℃的低温。这是人类观测史上观测到的自然产生的最低温度了。

那么,在我们的日常生活中,可以人为地将温度降低吗?让我们来看一些例子吧。夏天的时候,人们一般把空调冷气的温度设置在27℃左右,如果想把温度再往下调一些的话,那么把温度设置成20℃也是可以的。如果想比20℃还要低得多的话,那就要用到冰箱的冷冻和冷藏功能了。冷藏一般是3℃左右,冷冻最低可以调到将近-20℃呢。将水冷却到0℃,水就会结冰,所以在冷冻室里水一定会结冰的。

我曾经在纽约的曼哈顿体验过0℃以下的气温。那个时候,我感觉呼吸都很困难,耳朵露出来的话,就好像要被刀子割掉一样。那完全是一种伴随着疼痛的寒冷呢!

可以人为地将温度降到多少摄氏度呢?

话说回来,人为地降低温度,最低可以达到多少摄氏度呢?蛋糕店里,为了让蛋糕保持低温而使用的干冰,可以达到-78.5℃。如果用大量的干冰将一个物体围起来的话,这个物体的温度也可以降到-78.5℃呢。

空气中最主要的成分是氮气和氧气。氮气和氧气分别在-196℃和-183℃时可以变成液体。如果使用液氮的话,物体的温度也就可以降到-196℃了。在很多研究中,研究者们一直努力尝试着想要将各种气体变成液体,最后发现氦气在-268℃左右可以变成液体。和其他物质的液态相比,液氦的温度是最低的了,因此液氦被广泛地使用在各种各样的低温实验中。

低温的极限

那么,低温有没有极限呢?温度可以无止境地一直降低下去吗?

告诉大家啊,实际上,没有比-273.15℃还要低的温度了。可能大家对此理解起来会比较困难。温度,其实是由原子和分子活动的剧烈程度来决定的。虽然我们用肉眼看不到原子和分子,但是温度足够高的话,原子和分子的活动就会非常剧烈地表现出来。同样的,如果温度低的话,原子和分子就会以很慢的速度来活动。这也就意味着,当达到最低温度的时候,原子和分子几乎完全停止运动,速度为零。而这个时候的温度,恰好就是刚才我们说到的-273.15℃了。

在日本,人们通常把标准大气压下水结冰时的温度定为0℃,把水沸腾时的温度定为100℃,即采用的是摄氏温度,它的单位也就是我们经常说到的“摄氏度”。

还有一种表示温度的方法,叫作热力学温度,又称绝对温度。它把原子和分子的活动速度为零时的温度作为计算起点。单位是开尔文,符号为K。像我们刚才讲过的那样,原子和分子的活动速度为零时热力学温度为0K,换算成摄氏温度的话就是-273.15℃,即两种表示方法在数值上存在如下关系:T(热力学温度)=t(摄氏温度)+273.15。所以,将27℃换算成热力学温度,就大约是300K了。在物理学等领域的学习和研究中,人们会经常使用到这种热力学温度呢。