Dela med sig:
10 Intressanta fakta om temperatur
Temperaturen är en av de grundläggande mätningarna i fysiken, och det är absolut nödvändigt för alla slags liv. Men vid extremt höga och extremt låga temperaturer kan saker bli väldigt konstiga, som du ser. Här är en lista med tio intressanta fakta om denna viktiga faktor i vår värld:
10Den hetaste manliga temperaturen
Den hetaste konstgjorda temperaturen som någonsin registrerats är 7,2 miljarder grader fahrenheit, eller cirka fyra miljarder grader celsius. Eftersom vi hoppas att minimera användningen av superlativ i denna lista, låt oss bara säga: det är ganska varmt. Det är faktiskt cirka 250 000 gånger varmare än temperaturen i kärnan av solen. Den extrema inspelningen gjordes vid Brookhaven Natural Laboratory i New York, i sin 2,4 mil långa Relativistic Heavy Ion Collider. Forskare hade krossat guldjoner tillsammans, i ett försök att återskapa big-bang som villkor genom att skapa en kvark-gluonplasma. I detta plasmaläge splittras de partiklar som utgör kärnan av atomer-protoner och neutroner, och skapar en "soppa" av deras beståndsdelar.
9 Ljuset gör enorma saker när det kyls
Vi har redan nämnt Bose-Einstein-kondensatet. Det är ett fenomen som uppstår att materia i en bråkdel av en grad över absolut noll. Även om man tidigare förstått dessa superkyltemperaturer kunde forskare återskapa effekten vid rumstemperatur, genom att använda ljus istället för materia.
De lyckades göra detta på grund av materiens relativa densitet och ljuset. En av de involverade forskarna Jan Klars förklarade att "Vår fotongas har en miljarder gånger högre densitet, och vi kan uppnå kondensationen redan vid rumstemperatur." De tvingade ljuset att röra sig genom två speglar med färgämnen mellan dem. När ljuset studsade fram och tillbaka, förlorade det lite energi varje gång det passerade genom något färgämne. Och när den nådde rumstemperatur började ljuset fungera som en ultralätt gas av traditionell materia. Detta resultat tar en helt ny relevans när vi lär oss att det kan leda till nya typer av lasrar - som trots allt borde vara det ultimata målet för all fysikforskning.
Extrema temperaturer i solsystemet
Vissa av er kanske redan bekant med följande jämförelser - men ta en stund att tänka på vad de egentligen menar, i förhållande till normala temperaturer för mänsklig erfarenhet. Solen - för att låna en underdrift från en tidigare inträde - är ganska het. Det är på sitt hetaste i mitten, som når omkring tjugosju miljoner Fahrenheit (femton miljoner Kelvin). I jämförelse är det faktiskt mindre än tio tusen grader Fahrenheit vid dess yta (ca 5 700 K).
Jordens mitt står vid ungefär samma temperatur som solens yta. Förutom solens centrum är den hetaste delen av vårt solsystem kärnan i Jupiter, vilket anmärkningsvärt är fem gånger varmare än solens yta.
Och den kallaste kända platsen? Det är faktiskt på vår egen måne, där temperaturer i skuggan av några kratrar är bara 30 Kelvin över absolut noll. Temperaturerna, mätt av NASAs Lunar Reconnaissance Orbiter, är ännu kallare än de på Pluto.
7 Triple Points
Temperaturen SI är Kelvin. Temperaturerna som används för att definiera detta är absolut noll - den nedre gränsen för temperaturen - och det som kallas den tredubbla punkten av vatten. En trippelpunkt definieras som den temperatur med vilken en substans traditionella tre tillståndsmaterial existerar i en jämvikt. Vid denna tidpunkt kan den mest oändligt små förändringen av temperatur eller tryck användas för att ändra sitt tillstånd på ett eller annat sätt.
För att definiera en Kelvin tar du skillnaden i temperatur mellan den tredubbla punkten av vatten och absolut noll och delar upp den med 273.16. Det finns begränsade praktiska tillämpningar av den tredubbla vattenpunkten, men närheten till smältpunkten är nyckeln till att den vattniga kudden behövs för att tillåta att åka skridskor.
6Forskare försummade det
Naturreglerna som reglerar temperatur är kända som termodynamikens lagar. Ursprungligen fanns det bara en första, en andra och en tredje lag - men då kom forskare med en fjärde lag. Den nyaste lagen säger att "om två system är i termisk jämvikt med ett tredje system, är de också i termisk jämvikt med varandra."
Det betyder i grunden att om två föremål inte har ett nätbyte med ett tredje objekt, skulle de inte göra det med varandra, vilket är hur vi definierar dem som vid samma temperatur.
Forskare inser snart att denna lag är grundläggande för hela termodynamikområdet; de insåg också att det borde ha varit den första regeln som de formulerade. Eftersom "första lagen" redan hade tagits gav de det med respekt genom att kalla den "zeroth law". Det var omkring 1935 när lagen var myntade - vilket innebar att forskarna inte kom runt för att formellt definiera vilken temperatur som menades till ett par hundra år i utvecklingen av fältet.
Vissa har etablerat sina hem på de mest osannolika platserna. De kallaste permanent bebodda platserna i världen är städerna Oymyakon och Verkhoyansk i Sibirien, som vi tidigare nämnt. Under vintern, temperaturer där genomsnittet under minus femtio grader Fahrenheit.
Den kallaste staden i världen ligger också i Sibirien. Yakutsk, med en befolkning på 270 000, är inte mycket varmare på vintern än sina mindre kusiner, ofta faller under minus fyrtio grader Fahrenheit. Men på sommarhöjden kan temperaturen svänga hela vägen upp till den andra änden av skalan, till nästan nittio grader Fahrenheit.
Den högsta inspelade genomsnittstemperaturen tillhör den övergivna staden Dallol, i Etiopien, som spelade en genomsnittlig temperatur på nittiofem i graderna på 1960-talet. Rekordet för hetaste staden är Bangkok, med genomsnittliga lufttemperaturer som bryts över nittiotre grader mellan mars och maj.
Men rekordet för hetaste arbetsplatsen går sannolikt till Mponeng guldgruva i Sydafrika. Vid två mil under ytan kan bergstemperaturer nå 150 grader Fahrenheit. Is måste pumpas in i gruvan - och väggarna är isolerade med betong - så att människor kan arbeta där utan att förgås.
4Kallaste Man-Made Temperatur
Att göra saker kallt har producerat mycket intressanta och viktiga resultat i vetenskapen. Människor gör de kallaste kända sakerna i universum, många storleksordningar kallare än vad som förekommer naturligt. Kylning tillåter temperaturer på några milliKelvin att uppnås. Den kallaste temperaturen som någonsin uppnåtts är något under hundra picoKelvins eller 0.0000000001 K. Det är nödvändigt att använda en typ av magnetisk kylning för att uppnå temperaturer så låga. Liknande temperaturer kan uppnås i liten skala med lasrar.
Vid dessa temperaturer uppträder materien annorlunda än det som normalt gör (se Bose-Einstein-kondensat ovan som ett exempel) - ett faktum som är nyckeln till att avslöja de många udda kvirkarna av kvantmekanik.
3 Universum blir kallare
Om du skulle ta en termometer ut i djupt utrymme och lämna det där, långt ifrån någon strålkälla, skulle den läsa 2,73 Kelvin-lite lägre än minus 454 grader Fahrenheit. Det råkar vara den kallaste naturligt förekommande temperaturen i universum.
Rymden hålls över absolut noll med bakgrundsstrålning kvar från Big Bang. Även om rymden ändå är mycket kallt, är det intressant att notera att ett av de största problemen som astronauterna stöter på är faktiskt värme. Blå metall på omloppande föremål kan nå femhundra grader Fahrenheit (260 C) på grund av solens obehindrade värme och måste täckas i speciella beläggningar för att sänka beröringstemperaturen till Äunly'Äù 250 Fahrenheit (120 C).
Det yttre rummet i sig blir emellertid ständigt kallare. Teorin har länge förutspått detta, och de senaste mätningarna har bekräftat att universum kyler omkring en grad var tredje miljarder år.
Det fortsätter på väg mot absolut noll, men det kommer aldrig att nå någonting (en omöjlig prestation). Universums bakgrunds värme gör liten skillnad för oss; effekten av himmelska kroppar i vårt solsystem och galaxen dvärg det. Så det kommer inte att motverka den globala uppvärmningen, om någon har idéer.
2Kalorisk teori
Värme är en mekanisk egenskap av materia. Enkelt sagt: Ju varmare en sak är desto mer energi har partiklarna när de rör sig. Atomerna i ett rött hett fastämne vibrerar snabbare än atomerna i en kall bit av material. På samma sätt, de i en vätska eller gas whiz om med en hastighet som beror på hur hetta de är. Det är ganska grundläggande saker, som du förmodligen lärt dig i gymnasiet - men för hundratals år fram till slutet av nittonde århundradet, trodde forskare att värmen själv var en substans. Detta kallas kaloritheori.
Gassen i Äuheat, trodde forskare, skulle avdunsta från en het substans och därmed kyla den. Det skulle strömma från ett hett föremål till en kallare. Många av de förutsägelser som härrör från kaloritekniken är faktiskt sanna, och mycket vetenskapligt framsteg var möjligt trots detta grundläggande missförstånd. Kaloriteori hade till och med förespråkare fram till slutet av nittonde århundradet, varpå den mekaniska teorin om värme etablerades utan tvist.
1 Planck-temperaturen
Denna lista har gjort många anmärkningar om absolut noll. Vi har även nämnt det på Listverse before. Men hur är den andra änden av skalan? Hur varmt kan saker få? Det korta svaret är att vi inte vet säkert. och det är en fråga i spetsen för modern grundläggande fysik.
Den hetaste temperaturen som vanligen nämns i vetenskap är känd som Planck-temperaturen. Det är den hetaste temperaturen som tros ha inträffat i universum, en viss del av ett ögonblick efter Big Bang. Det handlar om 10 ^ 32 Kelvin. För att ge dig ett visst perspektiv är det cirka tio miljarder miljarder gånger varmare än den tidigare nämnda temperaturen, som var 250.000 gånger varmare än kärnan i solen. Och du tyckte att ditt badvatten var varmt. Planck Temperaturen är den högsta temperaturen möjlig, enligt standardmodellen. Några varmare och konventionella fysikaliska lagar börjar bryta ner.
Det är möjligt att temperaturen fortsätter att öka även efter denna punkt. och vi vet helt enkelt inte vad som skulle hända om det gjorde det. Något varmare än det är i grunden för varmt att existera i vår nuvarande modell av verkligheten.