超导磁悬浮列车.ppt

什么地方最冷？,最冷的地方在南极：-88.3C，被称为“世界寒极”。在月球的阴面，温度为-160C；在宇宙深处，达-270C。,寒冷有没有尽头？,有，这就是“绝对零度”，即-273.15C，用0K表示。但这只是理论值，科学家正在通过实验，努力向它逼近。在1958年，已达到距离0K只有1/（5万），经过十几年的艰苦努力，终于逼近到距离0K只有3/亿的新纪录。,低温的魅力在哪里？,科学家之所以如此痴迷于低温，因为它就像神奇的魔术师，可以使物质的性质发生奇妙的变化，温度越低则魔法越神奇。历史上已经有五次诺贝尔奖给了低温物理学。,低温下的空气,空气在-190C时会变成浅蓝色液体，如果把鸡蛋放进去，它会产生浅蓝色的荧光，摔在地上会像皮球一样弹起来；,鲜艳的花朵放进去，会变成玻璃一样光闪闪，轻敲会发出“叮当”声，重敲会破碎；,将一条金鱼头朝下放入液态空气中，再取出来时，它会变得硬邦邦，晶莹剔透，仿佛水晶玻璃制成的工艺品，更为神奇的是，再将它放入水中时，它竟然复活了，又摆动着轻纱般的尾巴游了起来。,怕冷的金属,低温时，金属的内部结构会变得松散金属的“冷脆现象”。不仅锡怕冷，铝、镁甚至钢铁也都怕冷。,金属“冷脆现象”带来的灾难,1913年，俄罗斯一南极探险队，由于装汽油的铁箱是用锡焊的，一遇低温，焊锡变成粉末，汽油全部漏光探险队全部遇难。之后，凡到南、北极或严寒地区，油箱一律不许用锡焊。1938年和1940年，在比利时，先后有两座铁桥在严寒中轰然坍塌。1943年2月，美国纽约附近的一个直径12米的贮气罐突然破裂,哪些金属不怕冷？,只有金属铜和一些合金（如铝合金、钛合金等）不怕低温。所以对于低温设备，如盛液态空气，常使用金属铜作容器。,将液态空气洒在地面，由于温度骤降，使地雷中的金属弹簧变脆而失去弹性，也不会爆炸。应用冷脆技术，不仅可以迅速粉碎那些硬度高、弹性大的材料，还可以控制颗粒大小。对于回收的废钢，在回炉炼钢前的粉碎一直是个难题。过去用1400C的电弧来切割，既费力，又污染环境。现在利用低温冷脆技术，一小时可以粉碎30吨。,金属“冷脆现象”也能造福人类,低温世界服务于人类,清除海上石油污染是一大难题，现在应用低温清污法：向漂浮的石油层下喷洒液氮，水面上的石油便迅速凝结成颗粒而被铲走，对水中生物无任何影响，同时很好地保护了海洋环境。,低温的另一奇招,当某些材料被冷却到低于某个转变温度时，电阻会突然会消失。科学家将这种现象叫做超导现象。1911年，荷兰科学家卡麦林.翁纳斯在低温实验中意外发现：当温度降至-269C时（液氦温区），水银的电阻突然消失，这就是“超导现象”，即超低温使物质变成了新物态超导态。,超导的神奇,有人做了一个有趣的实验：将金属铅做成一个圆环，放入接近0K的超低温中，这时，铅的电阻消失了！在环中通上电流，然后截断电源，将整套装置密封起来。放置二年后将装置打开，测量电流强度，发现几乎没有变化！原来，超导环的电阻为0，因此没有能量损失，环中的电流可以几年、十几年、几十年经久不衰！,电力工业,目前世界上的电能约有1/4损耗在输电线路上，若使用无电阻的超导材料做输电线路，再采用一些绝热技术，就将实现“无损耗输电”，等于增加了发电量。,超导电缆,最近科学家已设计制造出实用超导电缆：利用一种合金氧化物（钇钡铜氧）制成几毫米的带子，缠绕在装有流动液氮的管子上，再加上几层绝热层，一根超导电缆就制成了。它的输电能力是铜的34倍。,超导磁体,研究人员已制造出超导磁体，它无电阻、无热损耗，易产生强大磁场，且节省电力：5万高斯的强磁场只需几百瓦功率的电源，过去，一个产生5万高斯强磁场的磁体重量达20吨，而目前只有几公斤。,核工业受益,超导磁体还解决了受控热核反应的容器难题核聚变须在近亿摄氏度的高温下进行，很难找到能承受如此高温的容器，使得人工受控热核反应久久不能实现。现在利用超导磁体形成一个神奇的瓷瓶，它可约束热核反应在其中进行，因为在近亿摄氏度的高温下，氢原子变成了一个个带电粒子，强大的磁场可以阻止它们外溢。,超导磁悬浮列车,利用超导材料的抗磁性，将超导材料放在一块永久磁体的上方，由于磁体的磁力线不能穿过超导体，磁体和超导体之间会产生排斥力，使超导体悬浮在磁体上方。利用这种磁悬浮效应可以制作高速超导磁悬浮列车。,超导计算机,高速计算机的散热是超大规模集成电路面临的难题。而超导计算机中的超大规模集成电路，其元件间的互连线用接近零电阻和超微发热的超导器件来制作，不存在散热问题，同时计算机的运算速度大大提高。,冷藏生命,低温技术还可以使生命冷藏成为可能。前面的金鱼冻僵又复活的实验生动地告诉我们：生命可以冷藏！但必须是“速冻”才能复活，如果是缓慢降至超低温，仍无法复活。,为何必须“速冻”？,因为缓慢降温时，动物细胞中的水分会结冰，使体积膨胀，于是细胞膜破裂而死亡。当“速冻”至超低温时，细胞中的水分来不及膨胀，细胞膜也不会破裂，虽然细胞停止了活动，不再进行新陈代谢，一旦温度上升，生命可以复活。目前，科学家正在加紧探索其中的奥秘，寻找一种可以延长人类寿命的新途径。,速冻冷藏人,1967年1月19日，美国物理学家詹姆斯.倍德福身患癌症，他请医生为自己做了“速冻冷藏”处理，经8小时处理，将体温迅速降至-196C超低温，然后装进一个合金钢器具里，放进一座“冰墓”中，这种处置称为“冷冻悬停”，冰墓内的温度保持在-200C。现在国外已经建有几座这样的冰墓，有几十个“速冻冷藏人”停留者，他们将度过100年甚至几百年，期待医学发达可以根治自己的疾病时再复苏过来。,“速冻冷藏”的安全性和价格,冰墓设备先进，完全自动管理，甚至不怕停电和地震等灾害。,12万美元/每具。,对“生命冷冻”的看法,首先，“速冻冷藏”处置必须在生前活着时去做，实际很难确定，甚至会