布莫让星云的绝对零度布莫让星云的超低温度是在自然条件下形成的。然而,实验室中人们可以做得更好,能进一步地接近于绝对零度,从上个世...
布莫让星云的绝对零度
布莫让星云的超低温度是在自然条件下形成的。然而,实验室中人们可以做得更好,能进一步地接近于绝对零度,从上个世纪开始,人们就已经制成了能达到3K的制冷系统,并且在10多年前,在实验室里达到的最低温度已是绝对零度之上1/4度了,后来在1995年,科罗拉多大学和美国国家标准研究所的两位物理学家爱里克·科内尔和卡尔威曼成功地使一些铷原子达到了令人难以置信的温度,即达到了绝对零度之上的十亿分之二十度(2×10^-8 K)。他们利用激光束和“磁陷阱”系统使原子的运动变慢,我们由此可以看到,热度实际上就是物质的原子运动。非常低的温度是不可以达到的,而且还要以寻求“阻止”每一单个原子运动,就像打台球一样,要使一个球停住就要用另一个球去打它。弄明白这个道理,只要想一想下面这个事实就够了。在常温下,气体的原子以每小时1600公里的速度运动着,而在3K的温度下则是以每小时1米的速度运动着,而在20nK(2×10^-8 K)的情况下,原子运动的速度就慢得难以测量了。在20nK下还可以发现物质呈现的新状态,这在70年前就被爱因斯坦和印度物理学家玻色(1894~1974)预见了。
铷有什么用处
1、由于铷辐射频率具有长时间的稳定性,87Rb原子的共振频率被频率标准确定为基准频率。
用作频率标准和时间标准的铷原子频标具有低漂移、高稳定性、抗辐射、体积小、重量轻、功耗低等特点。准确度极高的铷原子钟,在370万年中的走时误差不超过1s。
2、用含铷及其化合物作磁流体发电机的发电材料(导电体),可获得较高热效率。如一般核电站的总热效率为29%~32%,而结合磁流体发电可使核电站总热效率提高到55%~66%。
3、含铷特种玻璃是当前铷应用的主要市场之一。碳酸铷常用作生产这些玻璃特种的添加剂,可降低玻璃导电率、 增加玻璃稳定性和使用寿命等。含铷特种玻璃已广泛使用在光纤通讯和夜视装置等方面。
扩展资料
铷的性质介于其上方的钾与下方的铯之间,性质极为活泼,在空气中即立即失去金属光泽,被氧气剧烈地氧化,并能引起铷自燃。遇水反应非常剧烈,甚至接触到-100℃以下的冰块也会发生爆炸。
铷的化学反应比钠、钾更为激烈,在空气中极易氧化。
铷的熔点和硬度比钾更低,化学性质更加活泼。铷遇水在表面发生爆炸并溶在水中形成碱性溶液。
铷在光的作用下容易放出电子,可用以制造光电管。
共有45个同位素(铷-71~铷-102),其中有1个同位素是稳定的。在自然界出现的铷-87,带有放射性。
铷广泛应用于能源、电子、特种玻璃、医学等领域。
是一种的银白色轻金属,元素符号为Rb,质软而呈蜡状,其化学性质比钾活泼。在光的作用下易放出电子。
铷在遇水起剧烈作用,生成氢气和氢氧化铷。易与氧作用生成复杂的氧化物。由于遇水反应放出大量热,所以可使氢气立即燃烧。纯金属铷通常存储于密封的玻璃安瓿瓶中。
化学性质:
铷的性质介于其上方的钾与下方的铯之间,性质极为活泼,在空气中即立即失去金属光泽,被氧气剧烈地氧化,并能引起铷自燃。遇水反应非常剧烈,甚至接触到-100℃以下的冰块也会发生爆炸。
铷的熔点和硬度比钾更低,化学性质更加活泼。铷遇水在表面发生爆炸并溶在水中形成碱性溶液。
铷在光的作用下容易放出电子,可用以制造光电管。
金属铷由于活性大,生产、使用、贮存和运输必须在严密隔绝空气的装置中进行。80℃以下可用橡胶容器;200℃以下可用玻璃、石英、黄铜、铝或陶瓷容器;700~1000℃须用不锈钢、镍合金或镍制容器。
1、铷有类似钾的功能性作用,应用于治疗人类抑郁症已有20年之久 ,毒性低且耐药性高。近年来人们对铷日益感兴趣主要在于铷对动物和人的可能必需性及其独特的神经生理功能。
铷有模拟钾的生物效应。铷可部分替代钾的生理功能,这对研究病理意义非凡。
2、脑中铷含量随年龄增长逐渐降低,脑衰老与铷密切关联。
3、铷摄入量降低导致实验动物生长缓慢、生育率降低、流产增加。
4、神经活动需要铷参与。抑郁症、早老性痴呆、失忆等神经性疾病均与铷含量的不正常变化相关。
5、铷具有抗癌作用。益母草、半枝莲等具有抗癌作用的中药中含有较高的铷。
6、泌尿系统疾病患者体内铷含量低于常人,老年性白内障患者晶体核中铷含量低。
7、牙颊釉质部分含30种微量元素,其中包括铷,说明牙齿的形成需要该元素。
流行病学统计结果显示,生活在含铷量高地区的人群中肿瘤发病率相当低。目前对铷的生理功能仍了解得很少。国内外动物试验均证实,铷能明显地抑制肿瘤生长。铷进入细胞膜与钾离子竞争并占有优势,因此降低了细胞液中钾离子和由钾离子携入的葡萄糖,从而减少病变细胞或肿瘤细胞内的营养,致其凋亡。
什么是“绝对零度”?它究竟有多可怕?为何这么说?
零度绝对是-273.15。零度是人类公认的最低温度。据说绝对零度不可能出现在宇宙中。世界上的事情总是相对的。既然有人定义了绝对零度,就应该有绝对高温吗?事实上,到目前为止,还没有人提出绝对高温或最高温度的概念。与最低温度相比,人们对最高温度的关注度很低。在日常生活中,有些人可能会谈论绝对零度,但很少有人讨论最高温度。
在物理学中,我们还可以了解到绝对温度与理想气体遵循的定律有关,它也有理想气体的物态方程。在这个学术领域,理想气体分子的动能是由温度决定的,也就是说绝对零度也可以看作是理想气体分子停止运动时物质分子的温度。但这是一个理想的推理。事实上,当气体的温度接近绝对零度,时,气体的量子特性会改变气体的状态。此时,分子的运动不再遵循气体热力学的物理定律。
通过任何冷却方式,温度都可以低于这个温度。这个温度是一个物体内部所有分子原子的活动完全停止的状态。一个物体的温度上升是因为其内部的分子原子运动更加剧烈。运动越激烈,温度越高。不动的时候是最低温度,绝对零度。既然他根本不运动,自然就不会处于自己的状态,时间的任何变化对他都不会有什么影响。在讨论最高和最低温度之前,我们需要了解温度的概念。从物理学的角度来看,有质量的粒子称为物质粒子,能量越高,携带的动能越高,我们称之为“热粒子”;相反,物质粒子的能量越低,其携带的动能就越低,我们称之为“冷粒子”。
一个物种中粒子的随机运动或振动会使物质产生热量。于是,人类指定温度的概念就应运而生了。温度是一个物理量,衡量物质中核分子所拥有的平均动能。在绝对零度,条件下,附近物质的运动停止,但实际上实验中无法达到真正的绝对零度,只能看到绝对零度与物质温度相关的直线图。根据这个传说,我们可以通过研究普朗克常数相关理论来研究和计算绝对零度条件下粒子的速度,发现粒子在速度和位置上都具有一定的不确定性,这意味着在绝对零度,条件下,粒子的速度为零,而相反,粒子的运动不能停止,因此绝对零度是无法实现的。
当物质原子温度达到绝对零度,真的就没有任何运动吗?
底层的夸克是否在运动?当温度接近绝对零度,粒子的热运动也近乎停止,就没有任何微观运动了。注意在微观世界里的零度与我们平时所感受到的温度不太一样。
另外,我相信随着人类对物质认识的继续深入,绝对零度这个限制也将被打破。
铷是什么意思
铷是一种的银白色轻金属。质软而呈蜡状,其化学性质比钾活泼。在光的作用下易放出电子。遇水起剧烈作用,生成氢气和氢氧化铷。易与氧作用生成复杂的氧化物。
由于遇水反应放出大量热,所以可使氢气立即燃烧。纯金属铷通常存储于密封的玻璃安瓿瓶中。
铷的性质介于其上方的钾与下方的铯之间,性质极为活泼,在空气中即立即失去金属光泽,被氧气剧烈地氧化,并能引起铷自燃。遇水反应非常剧烈,甚至接触到-100℃以下的冰块也会发生爆炸。
铷的化学反应比钠、钾更为激烈,在空气中极易氧化。
扩展资料
提取铷的化合物:主要方法有复盐沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法等多种。中国自贡从卤水回收铷采用磷钼酸铵沉淀法。制铷:用金属热还原法以钙还原氯化铷,用镁或碳化钙还原碳酸铷,均可制得金属铷。
长期以来,由于金属铷化学性质比钾还要活泼,在空气中能自燃,其生产、贮存及运输都必须严密隔绝空气保存在液体石蜡、惰性气体或真空中,因而制约了其在一般工业应用领域的开发研究和大量使用。
然而,随着人类科学技术的发展和对铷应用开发研究的不断深入,除在一些传统的应用领域,如电子器件、催化剂及特种玻璃等,有了一定发展的同时, 许多新的应用领域也不断出现。
特别是在一些高科技领域,显示了广阔的应用前景。综述了利用铷及其化合物的一些特性, 在一些传统和高科技领域内的应用现状。
铷(Rb)1861年被发现,是一种稀有分散的碱金属元素。由于其独特的高稳定性、易离子化、优良的光电特性和强烈化学活性等品性,故在国防工业、航天航空工业、能源工业、生物医学、食品工业等高新技术领域显现出广阔的应用前景和市场需求,战略意义重大。美国2021年2月公布的35种关键矿物清单中,铷是列为第八位的重要矿种。
近些年,铷的市场价格增长迅猛,比黄金还珍贵。2005年至2021年,铷的市场价格从1.1亿元/吨涨至13.5亿元/吨,目前更是达到了约19.5亿元/吨的价格。
●铷是人体的必需品,不可或缺
铷在自然界普遍存在,以一定浓度存在于动、植物体内,是人体必需的微量元素:铷在人体组织浓度维持不变或随衰老而降低,可刺激或促进生长。在体内代谢方面,科学家发现可能存在铷的平衡和调节机制,并能透过胎盘和乳腺屏障供给新生儿。
通过实验研究,发现铷能影响生长、生殖功能以及脑发育和脑衰老等,并具有抗癌功能。在医学上,铷被应用治疗神经系统、心血管系统、泌尿系统、老年性白内障等疾病。
●铷具有一定的抗癌功效
铷是一种假定的抗癌剂。科学家将移植肿瘤的小鼠生长8天后分成两组,对照组用普通鼠粮饲养,试验组每天另加溶于水的碳酸铷1.18mg。到第14天,将动物处理,取出肿瘤称重。结果表明,用铷治疗的动物肿瘤重量仅为对照动物的十一分之一,而且治疗动物无任何来自癌肿的不良影响。在注射致癌剂或接受肿瘤移植的动物实验中,通过检测研究发现,铷有降低肿瘤数目和肿瘤重量的作用,抗癌功能明显,特别对乳腺癌、肺癌、直肠癌作用更为突出。
铷比钾离子更容易进入细胞膜,而且不带葡萄糖,能使细胞液的PH值回升而趋近正常值,从而缩短了癌细胞的寿命;体液中的铷盐能够中和癌组织释放的酸性毒物,改变癌细胞的生长环境,从而降低其毒性作用,致使癌细胞数量减少;癌症发生率与饮食铷含量呈负相关,许多抗癌中草药也有较高的铷含量。同时,权威专家还指出,在铷的47种同位素中,其中的负87有稳定的弱放射性,能够提高人体免疫力,故对癌细胞亦有抑制作用。
●铷具有抗抑郁作用
自20世纪60年代后,由于锂在精神科临床的广泛应用,人们对锂的同族元素铷亦进行了较深入的研究。经研究证实,铷与锂的药理效应恰恰相反,具有抗抑郁作用。
据此,研究者们建议临床用铷作为抑郁症的治疗药物。Fieve和Meltzer等试用氯化铷治疗单、双相抑郁和经其它治疗无效的顽固性抑郁患者。结果发现,经过四周治疗,70%的病人疗效极显著。此后的研究亦表明氯化铷对内源性、反应性、神经症性抑郁和更年期抑郁的疗效与上述相仿。对内源性抑郁总有效率约65%,与丙咪嗪的抗抑郁作用相似。但对双相情感障碍患者,铷可使躁狂相延长。Calandra等对抑郁症患者以氯化铷或氯丙咪嗪治疗30天的双盲研究表明,氯化铷抗抑郁疗效优于氯丙咪嗪,且无严重不良反应。
●铷含量高低影响心脑血管疾病
目前,心血管疾病仅次于恶性肿瘤,严重危害人类健康的疾病,其致残率高,病死率高。有研究表明全血铷含量与收缩压和舒张压均呈显著负相关,尤其与舒张压关系密切。并且铷与冠状动脉病变、心绞痛和陈旧性心肌梗死均有密切关系。在实验研究资料中显示,各组患者全血铷水平均显著低于正常对照组,尤以陈旧性心肌梗死组含量最低。因此可以推断铷含量与心血管疾病的发生有着密切的关系,并且它还可能是保护心血管系统的重要微量元素之一。
●铷可制备活性生物敷料
在伤口研究领域,最难愈合的两类:糖尿病溃疡伤口和烧伤伤口,其核心缺陷:破损部位无法有效生成血管,伤口非常难以愈合。全球12%的人口患有糖尿病,中国糖尿病患者接近1亿,位居全球第一名。糖尿病病人的体质决定其血管极易病变,到了后期,即使接受最标准的医疗,25%的患者会患糖尿病足溃疡,伴随的糖尿病足溃疡会让患者截肢率高达15%以上。大量临床实践证明:含铷活性生物敷料具有较好的效果。
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