在整個宇宙當中,溫度無處不存在.無論在地球上還是在月球上,也無論是在赤熱的太陽上還是在陰冷的冥王星上,這一切無不由於空間位置的不同而存在著溫度的差別.例如,太陽表面溫度是6000℃,而處於太陽系裡離太陽較遠的冥王星的表面溫度卻只有-240℃.又如,傳說中的牛郎星與織女星,在夜裡的星空中,它們只是閃爍的小亮點,而怎能讓人一下子想到牛郎星的表面最高溫度竟達8000℃,織女星的表面最高溫度竟達10000℃,真可謂是“熱戀之星”.
正因為宇宙中各行星的冷熱不同,才決定著生命的存在與否.想想看,如果人類要到太陽去,還沒到達早已化為灰焚了；再想想,如果人類要到陰冷的冥王星去,恐怕人的第一次呼吸還沒完成就早已在寒冷的溫度當中凍成了冰屍.
當然,在這樣莫大的宇宙中,只要位置適當,生命是完全可以存在的.現在的地球就是典型一例.地球上生命的誕生有人說是偶然的,其實它也是必然的.第一個有生命細胞的誕生,那是蘊含著“造物主”多少心思啊,其中溫度是必不可少的因素之一.因為只有在適宜的溫度下,化學反應才能正常進行物質分解或重組,才有了今天這個美麗的世界山川、河流、綠樹、紅花……才有了生命的誕生.
溫度是分子平均功能的標誌,它決定一個系統是否與其它系統處於熱平衡的物理量,它的基本特徵在於一切互為熱平衡的系統都具有相同的溫度.如當溫度較低時,分子、原子振動的速度很小,無法掙脫分子、原子也變小,分子之間距離就較大,此時物質為液態.但隨著溫度的不斷升高,分子運動十分激烈,分子間的距離也變大,此時物質為氣體.整個世界這麼精彩就是因為這些不同的分子,原子在不同的溫度下變化而來的.
在人們的現實生活中,通常比較熟悉的溫度範圍是—90℃到61℃即地球表面的氣溫變化範圍,其實在宇宙中還有很多關於溫度的東西已被人類得知,但我們不熟悉而已,本文將為各位讀者提供一部份從最冷的—273.15攝氏度(絕對0℃)到最熱的5.1億攝氏度的知識讓大家瞭解一下.
—273.15℃ 絕對零度
絕對零度,即絕對溫標的開始,是溫度的極限,相當於—273.15℃,當達到這一溫度時所有的原子和分子熱量運動都將停止.這是一個只能逼近而不能達到的最低溫度.人類在1926年得到了0.71K的低溫,1933年得到了0.27K的低溫,1957年創造了0.00002K的超低溫記錄.目前,人們甚至已得到了距絕對零度只差三千萬分之一度的低溫,但仍不可能得到絕對零度.
如果真的有絕對零度,那麼能不能檢測到呢?有沒有一種測量溫度的儀器可以測到絕對零度而不會干擾受測的系統(受測的系統如果受到干擾原子就會運動,從而就不是絕對零度了)?確實,絕對零度無法測量是依靠計算得出來的,研究發現溫度降低時,分子的活動就會變慢,那麼依靠計算得出,當降到絕對零度時,分子是靜止的,所以就得出了絕對零度的概念.
—270.15℃ 宇宙微波背景輻射
宇宙微波背景輻射是“宇宙大爆炸”所遺留下的佈滿整個宇宙空間的熱輻射,反映的是宇宙年齡在只有38萬年時的狀況,其值為接近絕對零度的3K.
—260℃ 星際塵埃的溫度
在寒冷的宇宙空間,星際塵埃的溫度可低達—260℃.
—250℃ 低溫火箭發動機
印度空間研究組織試驗成功了一種低溫火箭發動機,該發動機的燃料溫度為—250℃.在其帶動下,發動機衝壓渦輪的最高速度達到4萬轉每分鐘,標誌著印度空間研究水平跨越了一個具有重要意義的里程碑.
—240℃ 冥王星
從冥王星上看太陽,太陽只是一個閃亮的光點,它從太陽上所接受到的光和熱,只有地球從太陽得到的幾萬分之一,因此,冥王星上是一個十分陰冷黑暗世界.最高溫度是—210℃,最低溫度是—240℃.除冥王星以外海王星也可達到—240℃.
科學家1898年在實驗室第一次得到了—240℃的低溫,這時,氫氣變成了液氫.
—230℃ 非金屬的磁性
非金屬材料在低溫下也能表現出磁性,這種磁體適用於製造新型計算機儲存裝置,絕緣裝置等.但這類材料在溫度超過一定限度時就會失去磁性.目前,臨界溫度最高的非金屬磁體在—230℃左右,即使施加高壓也僅能提高到—208℃.
—220℃ 天王星
天王星自轉一次的“天王星日”約為17小時14分,因為有快速的自轉而和木星一樣地呈現東西向的明顯條紋.因為距離太陽遙遠,天王星大氣層雲上端溫度約在—220℃,表面顯淡藍色.
—210℃ 鯨魚座τ的塵埃盤
鯨魚座τ是除了太陽以外離地球最近的類太陽恆星,距離太陽僅約12光年,亮度約3.5等,以肉眼就可以看到.它周遭有塵埃與彗星組成的塵埃盤,這個塵埃盤的直徑比太陽系稍大一些,溫度僅—210℃左右,可能是因為小行星和彗星彼此碰撞的碎片所形成.
-200℃ 土衛六星
到目前為止,我們尚未發現有任何地外生命存活的跡象.但卡西尼號正在探索的土衛六可能是一個生命起源的實驗室.
由於表面溫度為—200℃,土衛六不是一個能產生生命的地方,但是它的濃密的大氣層中含有許多碳氫化合物.它們透過太陽的紫外光可產生化學反應.光化學反應能產生有機分子,這些碳基化合物是產生生命的第一步.但是土衛六太冷了,以致於無法邁出下一步.它就像是一個深度凍結了的地球.在50億年後,它將會得到產生生命所需要的熱量,因為那時太陽將膨脹成一個熊熊發光的紅巨星.只是那時由於太陽已進入生命的暮年,生命大約已經來不及產生了.
-190℃ 低溫下出現許多奇怪現象
低溫世界就像魔術師,各種物質出現奇妙變化.空氣在-190℃時會變成淺藍色液體,如果把雞蛋放進去,它會產生淺藍色的熒光,摔在地上會像皮球一樣彈起來；鮮豔的花朵放進去,會變成玻璃一樣光閃閃,輕輕的一敲發出“叮噹”響,重敲竟破碎了,從魚缸撈出一條金魚頭朝下放進液體中,金魚再取出來就變得硬梆梆,晶瑩透明,彷彿水晶玻璃製成的“工藝品”,再將這“玻璃金魚”放回魚缸的水中,奇怪的是金魚竟然復活了,又擺動著輕紗一般的尾巴游了起來.
-180℃ “夢的纖維”——凱英拉縴維
凱英拉縴維的效能賽過鋼鐵和合金,被人們稱為“夢的纖維”這種液晶纖維的強度是鋼的5倍,鋁的10倍,玻璃纖維的3倍,能在—180℃左右連續使用.它主要用作飛機的結構材料、子午線輪胎、船體、運動器具、防護服裝和纜繩等.例如：美國波音飛機公司的767型客機採用了3噸凱英拉縴維與石墨纖維混雜的複合材料,使機身重量減輕了1噸,與波音727飛機相比,燃料消耗節省30%.
-170℃ 生命存活的低溫極限
這樣的溫度已有最簡單的微生物能夠生存了.觀察表明,大腸桿菌、傷寒桿菌和化膿性葡萄球菌均能在—170℃下生存.
-160℃ 水星
離太陽最近的水星,它和太陽的平均距離為5790萬公里,是太陽最近的行星.它表面溫差最大,因為沒有大氣的調節,向陽面的溫度最高時可達430℃,但背陽面的夜間溫度可降—160℃,晝夜溫度差近600℃,這可是一個處於火和冰間的世界.溫度變化如此巨大,水星上是不可能有生命的.
—150℃ 木星
木星是太陽系中的第五個行星,木星為太陽系最大的行星,其內部可以放入1300個地球,密度較低,其重量僅為地球的317倍.木星的成份絕大部分是氫和氦.木星離太陽較遠,表面溫度達—150℃；木星內部散放出來的熱是它從太陽接受熱的兩倍以上.
—140℃ 液氮低溫加工橡膠品
橡膠製品是很難降解的高分子彈性材料,將它粉碎到具有廣泛用途的精細膠粉十分困難.目前,國際上利用廢輪胎工業化生產精細膠粉的方法主要採用液氮低溫冷凍法,即將橡膠在—130℃到—140℃的溫度下冷凍成玻璃化狀態再加以粉碎,就能輕易獲得優良的精細膠粉.
—130℃ 地球最低氣溫
地球上最低溫出現在南極最高峰——文生峰,這裡年平均氣溫-129℃,夏日平均氣溫-117.7℃.而地球上第一高峰珠穆朗瑪峰夏日平均氣溫也有-45℃,南極地區的冷烈可見一般.
—45℃ 金星最低溫度
由於金星厚厚的二氧化碳大氣層造成的“溫室效應”,雲層頂端的溫度———45℃是金星上最低的,而表面溫度卻從不低於400°C. .Sunny透過大氣將金星表面烤熱.地表的熱量在向外輻射的過程中受到大氣的阻隔,無法散發到外層空間.這使得金星總是保持恆定的溫度,金星表面的溫度是464°C.
在整個宇宙當中,溫度無處不存在.無論在地球上還是在月球上,也無論是在赤熱的太陽上還是在陰冷的冥王星上,這一切無不由於空間位置的不同而存在著溫度的差別.例如,太陽表面溫度是6000℃,而處於太陽系裡離太陽較遠的冥王星的表面溫度卻只有-240℃.又如,傳說中的牛郎星與織女星,在夜裡的星空中,它們只是閃爍的小亮點,而怎能讓人一下子想到牛郎星的表面最高溫度竟達8000℃,織女星的表面最高溫度竟達10000℃,真可謂是“熱戀之星”.
正因為宇宙中各行星的冷熱不同,才決定著生命的存在與否.想想看,如果人類要到太陽去,還沒到達早已化為灰焚了；再想想,如果人類要到陰冷的冥王星去,恐怕人的第一次呼吸還沒完成就早已在寒冷的溫度當中凍成了冰屍.
當然,在這樣莫大的宇宙中,只要位置適當,生命是完全可以存在的.現在的地球就是典型一例.地球上生命的誕生有人說是偶然的,其實它也是必然的.第一個有生命細胞的誕生,那是蘊含著“造物主”多少心思啊,其中溫度是必不可少的因素之一.因為只有在適宜的溫度下,化學反應才能正常進行物質分解或重組,才有了今天這個美麗的世界山川、河流、綠樹、紅花……才有了生命的誕生.
溫度是分子平均功能的標誌,它決定一個系統是否與其它系統處於熱平衡的物理量,它的基本特徵在於一切互為熱平衡的系統都具有相同的溫度.如當溫度較低時,分子、原子振動的速度很小,無法掙脫分子、原子也變小,分子之間距離就較大,此時物質為液態.但隨著溫度的不斷升高,分子運動十分激烈,分子間的距離也變大,此時物質為氣體.整個世界這麼精彩就是因為這些不同的分子,原子在不同的溫度下變化而來的.
在人們的現實生活中,通常比較熟悉的溫度範圍是—90℃到61℃即地球表面的氣溫變化範圍,其實在宇宙中還有很多關於溫度的東西已被人類得知,但我們不熟悉而已,本文將為各位讀者提供一部份從最冷的—273.15攝氏度(絕對0℃)到最熱的5.1億攝氏度的知識讓大家瞭解一下.
—273.15℃ 絕對零度
絕對零度,即絕對溫標的開始,是溫度的極限,相當於—273.15℃,當達到這一溫度時所有的原子和分子熱量運動都將停止.這是一個只能逼近而不能達到的最低溫度.人類在1926年得到了0.71K的低溫,1933年得到了0.27K的低溫,1957年創造了0.00002K的超低溫記錄.目前,人們甚至已得到了距絕對零度只差三千萬分之一度的低溫,但仍不可能得到絕對零度.
如果真的有絕對零度,那麼能不能檢測到呢?有沒有一種測量溫度的儀器可以測到絕對零度而不會干擾受測的系統(受測的系統如果受到干擾原子就會運動,從而就不是絕對零度了)?確實,絕對零度無法測量是依靠計算得出來的,研究發現溫度降低時,分子的活動就會變慢,那麼依靠計算得出,當降到絕對零度時,分子是靜止的,所以就得出了絕對零度的概念.
—270.15℃ 宇宙微波背景輻射
宇宙微波背景輻射是“宇宙大爆炸”所遺留下的佈滿整個宇宙空間的熱輻射,反映的是宇宙年齡在只有38萬年時的狀況,其值為接近絕對零度的3K.
—260℃ 星際塵埃的溫度
在寒冷的宇宙空間,星際塵埃的溫度可低達—260℃.
—250℃ 低溫火箭發動機
印度空間研究組織試驗成功了一種低溫火箭發動機,該發動機的燃料溫度為—250℃.在其帶動下,發動機衝壓渦輪的最高速度達到4萬轉每分鐘,標誌著印度空間研究水平跨越了一個具有重要意義的里程碑.
—240℃ 冥王星
從冥王星上看太陽,太陽只是一個閃亮的光點,它從太陽上所接受到的光和熱,只有地球從太陽得到的幾萬分之一,因此,冥王星上是一個十分陰冷黑暗世界.最高溫度是—210℃,最低溫度是—240℃.除冥王星以外海王星也可達到—240℃.
科學家1898年在實驗室第一次得到了—240℃的低溫,這時,氫氣變成了液氫.
—230℃ 非金屬的磁性
非金屬材料在低溫下也能表現出磁性,這種磁體適用於製造新型計算機儲存裝置,絕緣裝置等.但這類材料在溫度超過一定限度時就會失去磁性.目前,臨界溫度最高的非金屬磁體在—230℃左右,即使施加高壓也僅能提高到—208℃.
—220℃ 天王星
天王星自轉一次的“天王星日”約為17小時14分,因為有快速的自轉而和木星一樣地呈現東西向的明顯條紋.因為距離太陽遙遠,天王星大氣層雲上端溫度約在—220℃,表面顯淡藍色.
—210℃ 鯨魚座τ的塵埃盤
鯨魚座τ是除了太陽以外離地球最近的類太陽恆星,距離太陽僅約12光年,亮度約3.5等,以肉眼就可以看到.它周遭有塵埃與彗星組成的塵埃盤,這個塵埃盤的直徑比太陽系稍大一些,溫度僅—210℃左右,可能是因為小行星和彗星彼此碰撞的碎片所形成.
-200℃ 土衛六星
到目前為止,我們尚未發現有任何地外生命存活的跡象.但卡西尼號正在探索的土衛六可能是一個生命起源的實驗室.
由於表面溫度為—200℃,土衛六不是一個能產生生命的地方,但是它的濃密的大氣層中含有許多碳氫化合物.它們透過太陽的紫外光可產生化學反應.光化學反應能產生有機分子,這些碳基化合物是產生生命的第一步.但是土衛六太冷了,以致於無法邁出下一步.它就像是一個深度凍結了的地球.在50億年後,它將會得到產生生命所需要的熱量,因為那時太陽將膨脹成一個熊熊發光的紅巨星.只是那時由於太陽已進入生命的暮年,生命大約已經來不及產生了.
-190℃ 低溫下出現許多奇怪現象
低溫世界就像魔術師,各種物質出現奇妙變化.空氣在-190℃時會變成淺藍色液體,如果把雞蛋放進去,它會產生淺藍色的熒光,摔在地上會像皮球一樣彈起來；鮮豔的花朵放進去,會變成玻璃一樣光閃閃,輕輕的一敲發出“叮噹”響,重敲竟破碎了,從魚缸撈出一條金魚頭朝下放進液體中,金魚再取出來就變得硬梆梆,晶瑩透明,彷彿水晶玻璃製成的“工藝品”,再將這“玻璃金魚”放回魚缸的水中,奇怪的是金魚竟然復活了,又擺動著輕紗一般的尾巴游了起來.
-180℃ “夢的纖維”——凱英拉縴維
凱英拉縴維的效能賽過鋼鐵和合金,被人們稱為“夢的纖維”這種液晶纖維的強度是鋼的5倍,鋁的10倍,玻璃纖維的3倍,能在—180℃左右連續使用.它主要用作飛機的結構材料、子午線輪胎、船體、運動器具、防護服裝和纜繩等.例如：美國波音飛機公司的767型客機採用了3噸凱英拉縴維與石墨纖維混雜的複合材料,使機身重量減輕了1噸,與波音727飛機相比,燃料消耗節省30%.
-170℃ 生命存活的低溫極限
這樣的溫度已有最簡單的微生物能夠生存了.觀察表明,大腸桿菌、傷寒桿菌和化膿性葡萄球菌均能在—170℃下生存.
-160℃ 水星
離太陽最近的水星,它和太陽的平均距離為5790萬公里,是太陽最近的行星.它表面溫差最大,因為沒有大氣的調節,向陽面的溫度最高時可達430℃,但背陽面的夜間溫度可降—160℃,晝夜溫度差近600℃,這可是一個處於火和冰間的世界.溫度變化如此巨大,水星上是不可能有生命的.
—150℃ 木星
木星是太陽系中的第五個行星,木星為太陽系最大的行星,其內部可以放入1300個地球,密度較低,其重量僅為地球的317倍.木星的成份絕大部分是氫和氦.木星離太陽較遠,表面溫度達—150℃；木星內部散放出來的熱是它從太陽接受熱的兩倍以上.
—140℃ 液氮低溫加工橡膠品
橡膠製品是很難降解的高分子彈性材料,將它粉碎到具有廣泛用途的精細膠粉十分困難.目前,國際上利用廢輪胎工業化生產精細膠粉的方法主要採用液氮低溫冷凍法,即將橡膠在—130℃到—140℃的溫度下冷凍成玻璃化狀態再加以粉碎,就能輕易獲得優良的精細膠粉.
—130℃ 地球最低氣溫
地球上最低溫出現在南極最高峰——文生峰,這裡年平均氣溫-129℃,夏日平均氣溫-117.7℃.而地球上第一高峰珠穆朗瑪峰夏日平均氣溫也有-45℃,南極地區的冷烈可見一般.
—45℃ 金星最低溫度
由於金星厚厚的二氧化碳大氣層造成的“溫室效應”,雲層頂端的溫度———45℃是金星上最低的,而表面溫度卻從不低於400°C. .Sunny透過大氣將金星表面烤熱.地表的熱量在向外輻射的過程中受到大氣的阻隔,無法散發到外層空間.這使得金星總是保持恆定的溫度,金星表面的溫度是464°C.