科普知识正在沸腾的“开水”,居然结冰了

  没错,正如Cody实验室出土的视频所展示的那样,在沸腾几分钟之后,水开始形成固态的冰晶,而且实际上还是冷的。简直要疯了对不对?  所以这到底是怎么一回事?  首先,让我们来看一下当前的条件,因为在正常情况下,冷冻的东西没办法很快就煮沸,所以先把水壶放边上。  正如视频所解释的,你需要有一个压力室,用一个真空泵将你需要用来烧水成冰的区域内的所有空气都抽走。然后在里面放上一个装着60毫升的室温自来水的烧杯。  在压力室里,烧杯外面还套上一个更大的杯子,里面放着一种用硫酸镁制成的盐,杯身则涂上了硫酸钙。  这两种物质不是用来帮助水的沸腾和冻结进程,而是用来吸收压力室内的水蒸气,以免压力室因为水蒸气积聚而受损。  然后将一些方解石固体加到水里,作为“沸腾的晶片”。它们不会影响到任何温度,但能帮助水煮得更顺畅。  好的,现在一切已经就绪。  在压力室内,水不是通过温度的升高来煮沸,而是通过降压达到煮沸的效果。  正如Cody解释的,液体的沸点取决于温度和压强。而液体的温度越高,蒸汽压就越高。  在10℃(水的正常沸点),蒸汽压力为1标准大气压,或者0.101325兆帕斯卡(MPa)。这个时候,水会开始蒸发,状态将从液体变成蒸汽。  但在室温下,水的蒸汽压要低得多,所以它是处于稳定状态的,不会沸腾。  使用这些原理,你可以把室温水放入一个压力室中,接着开始去除空气(因此压力降低),几分钟后,沸点温度将下降到水温以下,水就会在没有加热的情况下达到沸腾。  Cody说道:“从理论上来说,如果我继续降低压力,水应该会继续沸腾,但实际上它会失去热量。因为水分子来回跳动,最热、或者动能最大的分子会像气体一样离开,烧杯中剩下的水分子就会变得更冷。”  在视频中你可以看到,当水沸腾时,它的温度会下降到冰点。  正如来自加利福尼亚的哈佛西湖高中的物理系所解释的那样,当你通过降低压力来烧水的时候,处于液态状态的分子会把能量转化成气体。  他们解释道:“很明显,气态分子比那些无法克服分子间弱力的分子具有更多的动能。”  “所以说,随着煮沸过程的进行,液体会不断地失去热量。继续运行真空泵就会阻止气体分子的压力重新凝结,使得沸腾继续进行下去。最终,液体的温度就会下降到足以冻结的程度。”  物理简直帅呆了。

科普知识测序技术找到16世纪灾难性流行病罪魁祸首

        英国《自然·生态与演化》杂志14日在线发表的一篇论文称,研究人员利用最新测序技术,成功从16世纪墨西哥流行病受害者的牙齿中,鉴定出肠道沙门氏菌的基因组,从而判断导致16世纪发生灾难性流行病的罪魁祸首可能正是沙门氏菌。而此前,想从人类遗骸中鉴定病原体几乎不可能。        很久以来,从人类遗骸中测定其所感染病原体的难度非常大,这是因为大部分病原体都不会在骨骼上留下痕迹。此次,德国马普人类历史科学研究所及美国哈佛大学的研究团队,使用了一种名为“MALT”的最新型鉴定技术,从10名墨西哥原住民的牙齿中鉴定出了沙门氏菌的DNA序列。这些人被埋在“Cocoliztli”(纳瓦特语中指“瘟疫”)坟场,可以追溯至欧洲人与当地人早期接触时期。过去,有科学家曾根据流行症状的历史记录,提出造成疫情暴发的是某种伤寒,此次鉴定出肠道沙门氏菌(引起伤寒的细菌)则印证了这一猜测。        该研究向人们揭示了美洲第一次出现的沙门氏菌,这些病菌可能由欧洲人传播来,给当地造成了灾难性的影响。由于墨西哥的原住民之前从未接触过肠道沙门氏菌(但已知其存在于中世纪的欧洲),因此极易感染,这也可以解释为何当时事件造成的死亡率极高。        人员表示,在欧洲人与美洲人首次接触后的几个世纪里,他们之间以类似的方式发生了多种疾病(如天花、流感和麻疹)传染。这些疾病不会在骨骼上留下“罪证”,曾让科学家无处追寻,但是凭借新技术MALT,有望在未来帮助人们鉴定出更多致病DNA病毒和细菌病原体。

科普知识中科院:将与卢森堡共建深空探测研究实验室

        中国科学院国家空间科学中心1月16日公布,将在卢森堡设立深空探测研究实验室,围绕太阳系资源探索和利用,开展深空探测任务协同设计和新技术研究等工作。        当天,中科院国家空间科学中心与卢森堡大公国经济部签署合作备忘录。该实验室将力争成为欧洲乃至世界深空探测和空间资源利用任务分析、设计以及核心关键技术研究的中心。        空间资源的开发与利用,是研究太阳系起源、探索地外生命、拓展人类生存空间、储备新的资源、激励空间探索商业化的重要新兴领域。据了解,此次就共建深空探测研究实验室达成合作共识,是充分基于双方在空间科学领域的核心资源优势。        2016年2月,卢森堡正式出台“空间资源计划”,成为世界上第一个将获取空间资源作为政府计划的国家。中科院国家空间科学中心作为我国空间科学和探测领域核心研究机构,在牵头组织空间科学先导专项工程中积累了丰富的任务设计经验。        合作备忘录还对实验室设立、运行、合作与知识产权等方面内容进行了界定,为推动双方继续开展实质性合作,将实验室建设成为聚焦空间资源探测和利用的境外先进科研机构奠定基础。