Q. 站在一个0开尔文的巨大物体旁边有什么危险吗?
——克里斯托弗
A. 看来你决定要在你的客厅里放一个超级冷的方块。
首先,绝对不要碰它。只要你忍住了摸它的冲动,大概不会立刻受到伤害。
冷的东西和热的东西是不一样的。站在一个热的东西附近,你可能很快被杀死——关于“很快被杀死”,基本上翻到这本书的任意一页都能找到更多信息;但是站在一个冷的东西旁边,你不会立刻被冻住。热的物体发出热辐射使周围物体升温,但是冷的物体不会发出冷辐射,它们只是待在那里。
尽管它们不会发出冷辐射,但热辐射的 缺 乏 也会让你觉得冷。你的身体和所有温暖的物体一样,持续散发着热量。幸运的是,你身边的每样东西,比如家具、墙和树, 也会 散发热量,你获得的热量补充了失去的热量。我们通常用华氏度或摄氏度来计量室内的温度,但是把温标设置成开尔文(K)可能会更清楚一些:屋子里大部分东西的绝对温度差不多都相同,因为它们都是250开尔文到300开尔文,所以都会辐射热量。
当你站到某些温度比室温低的东西附近时,你在那个方向上损失的热量没有得到任何补充,所以身体的那一侧会更快变冷。从你自己的角度感觉,就像那个东西在散发冷气一样。
你可以在夏夜里通过看星星来感受这种“冷辐射”。你的脸会感到凉,是因为你身体的热量正在散入太空。如果你举起一把伞挡住天空,就会觉得暖和一点儿,几乎就像伞“阻挡了来自天空的冷气”。这种“冷天空”效应可以把物体温度降到环境空气的温度之下,如果你在晴朗天空下放置一盘水,经过一个晚上,即使气温在冰点以上,水也可能结冰。
站在“大冰块”旁边时,你会觉得冷,但还不是 那么 冷——没有什么问题是一件厚实的冬季外套不能解决的。但是在你跑去搬来一个低温大方块之前,我们需要谈谈空气。
冷物体能凝结空气,让液体氧像露水一样在物体表面聚集。如果它们足够冷,甚至可以让氧气凝成固体。和低温工业设备打交道的工程师必须提防这种氧的集结,因为液氧非常危险,它很有活性,容易引燃易燃物。一个非常冷的物体能让你的房子着起火来。
你房子里的空气应该是气体状态
超冷物质的最大危害之一,就是它们并不打算一直保持超冷的状态。当液氮或干冰升温并转化为气体时,它们会 剧烈 膨胀,经常把屋子内的普通空气挤到外面去。一桶液氮变成气体后足够充满一个房间。如果你呼吸氧气,这可是一个坏消息。
给需要呼吸氧气的客人提供方便可取的氧气
幸运的是,铁在室温下是固体,所以不用担心你的铁块会蒸发,只要避免接触它,防止它表面的氧和任何易燃物接触,然后穿一件冬天的外套,你大概就不会有事了。
这个铁块需要相当长的一段时间才能变暖,它的低温状态会在那里持续好几天,从房间里吸取热量的同时保持足够低的温度以凝固空气。即使你打开窗户,把炉子烧得很旺,让周围空气尽量温暖,也要花上至少一周的时间才能让这个铁块温度接近室温。
你可以尝试用十几个暖风机加快这个过程,这需要一名电工的帮助,否则你会烧断房子里所有的保险丝。即便如此,也需要几天时间才能把铁块变暖。
如果你想更快解冻铁块,可以试试给它浇水。水会立刻变成冰,你可以把冰切下来丢掉,把一部分水的热量留在铁块内。这大概需要整整几浴缸的水,但是通过这个方法,你可以很快把铁块升温到一个合理的温度。
一旦铁块的温度达到了室温,它就变成了你房子里的另一个物品。希望你喜欢它所在的位置,如果不是这样,相比挪动一个8吨重的铁块,可能 你自己 搬家会更容易一些。
如果你不想搬家,并且仍在寻找办法来弄走这个铁块,则可以尝试一直给它增加热量。
想知道这样做会怎样,那就翻到下一章吧。