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说说低温
发布时间:2020-12-10 点击次数:70次

低温

 液氮是低温流体的一个很好的例子

低温被定义为对材料及其在极低温度下的行为的科学研究。这个词来自希腊的cryo(意为“冷”)和genic(意为基因),意为“生产”。该术语通常在物理,材料科学和医学的背景下遇到。研究低温的科学家称为低温学家。低温材料可以称为冷冻剂。尽管可以使用任何温度标度报告冷温度,但是开尔文和兰金标度是常见的,因为它们是具有正数的绝对标度。

必须将一种物质究竟有多冷才被认为是“低温的”,这是科学界争论的问题。美国国家标准技术研究院(NIST)认为低温包括低于-180°C(93.15 K; -292.00°F)的温度,高于该温度时,普通制冷剂(例如,硫化氢,氟利昂)为气体,在此之下,“气体”(例如,空气,氮气,氧气,氖气,氢气,氦气)为液体。还有研究的所谓“高温低温”的字段,其涉及的温度的沸点以上液氮在常温压力(-195.79℃(77.36 K i)-320.42°F,至多-50℃(223.15 K; -58.00°F)。

测量冷冻剂的温度需要特殊的传感器。电阻温度检测器(RTD)用于进行低至30 K的温度测量。低于30 K时,通常使用硅二极管。低温粒子检测器是工作在绝对零值以上几度的传感器,用于检测光子和基本粒子。

低温液体通常存储在称为杜瓦瓶的设备中。这些是双壁容器,其壁之间具有真空以进行绝缘。打算与极冷的液体(例如液氦)一起使用的杜瓦瓶有一个额外的装有液氮的绝缘容器。杜瓦瓶的发明者是詹姆斯·杜瓦(James Dewar)。烧瓶允许气体逸出容器,以防止压力积聚而导致爆炸。

低温流体

 

低温用途

低温技术有多种应用。它用于生产火箭用的低温燃料,包括液态氢和液态氧(LOX)。核磁共振(NMR)所需的强电磁场通常是由带有制冷剂的过冷电磁体产生的。磁共振成像(MRI)是使用液氦的NMR的一种应用。红外摄像机经常需要低温冷却。食品的低温冷冻用于运输或存储大量食品。液氮用于产生雾气以产生特殊效果甚至特色鸡尾酒和食物。使用冷冻剂冷冻材料会使它们变脆,足以破碎成小块以便回收。低温用于存储组织和血液样本并保存实验样本。超导体的低温冷却可用于增加大城市的电力传输。低温处理被用作某些合金处理的一部分,以促进低温化学反应(例如,制备他汀类药物)。

 

低温研磨用于研磨太软或有弹性而无法在常温下研磨的材料。分子的冷却(低至数百个纳米开尔文)可用于形成奇特的物质状态。冷原子实验室(CAL)是一种设计用于微重力形成Bose Einstein冷凝物(约1皮开尔文温度)的仪器,用于测试量子力学和其他物理原理。

 

低温学科

低温技术是一个涉及多个学科的广阔领域,包括:

人体冷冻术-人体冷冻术是对动物和人类的冷冻保存,目的是在未来使它们恢复。

冷冻-这是外科手术,其中低温是用于杀死不必要的或恶性的组织,如癌细胞或摩尔的一个分支。

低温电子设备-这是对低温下的超导性,变程跳变和其他电子现象的研究。冷冻电子学的实际应用称为冷冻电子学。

低温生物学-这是研究低温对生物的影响的研究,包括使用冷冻保存法保护生物,组织和遗传物质。美国MVE液氮罐XC47/11-10就是一款医院用来保存冻精的液氮罐。

低温趣味事实

尽管低温通常涉及的温度低于液氮的冰点,但仍高于绝对零的温度,但研究人员已达到低于绝对零的温度(所谓的负开氏温度)。2013年,德国慕尼黑大学的Ulrich Schneider将气体冷却到绝对零以下,据说这使它变得更热而不是更冷!

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