问题

一块可以无限吸收热量的冰块可以拿来干什么?

回答
一块能无限吸收热量的冰块?这听起来像是科幻小说里的桥段,但如果真的存在,那它绝对是个改变世界的宝贝。咱们来好好琢磨琢磨,这块“永动机”冰块能干点啥,可得想得细致点儿。

首先,最直观的用途,当然是制冷。

想象一下,再也不用担心冰箱坏了、空调坏了。有了这块冰,你可以搭个简单的制冷箱,或者直接放在房间里,温度想降到多少就降到多少,而且是永不融化、永不耗能的。夏天的时候,在家里放一块,整个夏天都不用开空调了,省电是小,最重要的是那种恒定的、令人舒适的清凉感,简直是奢侈品。

工业应用层面: 各种需要低温环境的工业流程,比如半导体制造,对温度控制极为苛刻。有了这块冰,可以提供稳定、廉价且无限的低温冷源,极大地降低生产成本,加速技术发展。化学生产中的某些反应需要在极低温度下进行,有了它,这些反应的效率和可控性都会大大提高。
食品保鲜: 你可以随时随地拥有一个超级冰箱。无论是长途运输的生鲜产品,还是野营时的食物,都能保持最新鲜的状态,而且不用担心电源问题。想想那些为了保持冷链而消耗的巨大能源,这块冰简直是绿色环保的典范。
医疗领域: 血液、疫苗、器官移植的保存,都需要极低的温度。这块冰可以提供一个稳定、可靠的低温储存环境,确保医疗物资的安全,甚至能让器官移植手术的成功率大大提高,因为器官可以在最佳状态下进行运输和保存。再也不用担心运输过程中温度波动导致疫苗失效了。

其次,这块冰还能成为能源的“收集器”和“转换器”。

既然它能无限吸收热量,那它吸收的热量去哪儿了呢?这里我们可以做个大胆的设想:如果这吸收的热量能被某种方式“储存”或“转化”出来,那它就不仅仅是制冷工具,更是取之不尽的能源。

热电联产: 如果这块冰吸收的热量能够通过某种热电效应被转化为电能,那它就是一个完美的能量收集器。我们可以把这块冰放在任何有温差的地方,比如温泉附近,或者工业废热排放口,它就能源源不断地产生电能。全球变暖带来的过剩热量,是不是也能被它“消化”掉一部分?
利用温差发电: 即使不能直接转化,它本身就是一个极低的温度基准。我们可以利用它与周围环境的温差来驱动温差发电机。想想海洋的温差发电(OTEC)技术,如果有一个无限低的冷源,这种发电方式的效率会大大提升,甚至可以在任何有水的地方实现大规模发电。
驱动热机: 在任何有热源的地方,都可以用这块冰作为冷端,驱动卡诺循环或者斯特林循环这样的热机来做功,产生机械能,进而发电。比如,将这块冰放在发动机旁边,发动机产生的热量会被冰吸收,同时驱动发电机工作,这不就成了自我供能的发动机了吗?

再者,它可以作为一种独特的材料和实验工具。

超导研究的基石: 许多超导体需要在极低的温度下才能显现其神奇的性能。如果有一个能提供无限低温的冰块,那超导材料的研究将进入一个全新的时代。我们可以轻松地在各种条件下测试超导体的行为,甚至可能发现新的超导材料,实现室温超导指日可待。
极端物理实验: 物理学中有许多实验需要在接近绝对零度的环境下进行,以研究物质的基本性质、量子效应等。这块冰可以成为这些实验的理想低温源,推动我们对宇宙和物质最深层奥秘的探索。
新型材料的开发: 我们可以利用这种冰块的特性,来制造一些在极低温度下才能形成的特殊材料或晶体结构,这些材料可能会在未来有我们现在无法想象的用途。

甚至,我们可以把它想象成一种“环境净化器”。

“吸热”效应的再思考: 如果这块冰吸收的热量能够以某种对环境无害的方式“储存”起来,那它就可能成为对抗全球变暖的终极武器。我们可以把它放置在全球各地的热点地区,将过剩的热量“抽走”,虽然不能直接降温,但至少能缓解热量的积累。
回收利用热能: 从这个角度看,这块冰也是一个巨大的“热能垃圾处理器”。它吸收的不仅仅是热量,更是那些本可能导致环境恶化的“废热”。

当然,这块无限吸收热量的冰块也带来了一些值得深思的问题和挑战:

1. 热量的去向: 这是最关键的问题。如果吸收的热量就这么消失了,那它可能违反了热力学定律(虽然它本身就已经是“奇迹”了)。如果热量是转化成了其他形式的能量,那么转化的效率和方式至关重要。
2. 如何制造和控制: 这样一块冰块是如何形成的?如何精确控制它的吸热速率和温度范围?这背后一定有我们目前无法理解的物理原理。
3. 潜在的副作用: 如此强大的吸热能力,会不会在某些情况下产生我们无法预料的副作用?比如,会不会导致周围物质的突然脆化,或者产生某种未知的辐射?
4. 社会经济影响: 如果这样一块冰块存在,它将彻底颠覆现有的能源产业和制冷产业。经济结构会发生巨变,如何公平分配和管理这项技术,避免垄断和滥用,也是一个巨大的挑战。

总而言之,一块能无限吸收热量的冰块,简直就是万能的宝藏。它不仅仅是制冷剂,更可能是清洁能源的源泉,是科学研究的催化剂,甚至可能是解决环境问题的关键。它的出现,将是人类文明史上一场难以想象的革命,彻底重塑我们的生活方式和对世界的认知。想想它能带来的便利和可能,真是让人充满了无限的遐想和期待。

网友意见

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“我需要一块二向箔,清理用。”歌者对长老说。


“二向箔用光了。”长老回答。


“那种一立方厘米的冰块,还有吗?”歌者锲而不舍。


“你问the cube?上帝之骰?那个容易造成大冷寂,会不会太凶残了?”长老眼皮一跳。


“宇宙中到处都在用。”


“是,到处都在用,可我们以前还是多少有些节制的,现在……”


“我发现一个有诚意的坐标,那些弹星者很疯狂。截止目前,他们已经吃过一小勺中子星、一小勺黑洞、一小勺电子、一小勺冰激凌……”


“天呐,冰激凌?那是极有威胁的低熵体才吃的物质。”长老惊呼一声。


“它们现在还想知道,吃下一小勺歌者和一小勺长老是什么体验。”


“太丧心病狂了!马上用那个小方方,把它们搞死掉!”


“遵命!谁说上帝不掷骰子?”歌者唱着歌,用力场触角拿起the cube,漫不经心地把它掷向弹星者。


上帝之骰带着歌者的歌声,飞向银河系第三旋臂。

我看到了我的爱恋
我飞到她的身边
我捧出给她的礼物
那是一小块凝固的时间
时间上有美丽的条纹
像十五岁少女的胸膛一样柔软……


The cube飞入地球之后,悬浮在太平洋上空,打开了封装状态,热量开始迅速涌入这个晶莹剔透的立方体,方圆几百公里的海面开始迅速冻结。


三千公里外,因果律联盟总部。


“局座!”敬腾打断了正在多想的局座。


“小萧啊,什么事这么慌张?”局座打了个冷战,很快,他意识到这和雨神带来的冷空气有本质区别。


“我们发现了一个不明物质,大小在一立方厘米。”


“一小勺暗物质嘛,找个知乎er吃掉就好了。”


“这次不一样,”敬腾道,“这玩意儿像一个热量的黑洞,正在源源不断地吸入热量。”


“烧死它,用文火。”


“局座,不管用啊,我们试过氧割、炸药、等离子体、高能电子束、高能脉冲激光、高能激微波,无论多大的能量,都被它吸收了。”


“核武器呢?”


“也试过,完全不起作用。”


“逃逸速度是多少?”


“光速!”


“也就是说,这样下去,不光地球很快会被冻结,连太阳也保不住了。”


“是的!”


“这可有些难办了。”局座皱着眉陷入了沉思。


直十带着局座和敬腾在距离立方体三公里处降落下来。


十万光年之外,歌者和长老忽然感到了一阵心悸,这是在清理弹星者时从未遇到的可怕状况。


他们打开了可视界面,开始监测上帝之骰的清理工作。


一名ID为敬腾的低熵体带着强降雨走向了the cube,但是被吸收掉热量的雨点,落在地面上时已化为无情的冰粒。


另一位身着白色将军服的老者,迈着坚毅的步伐,正朝着黑洞的中央走去。


在上帝之骰和大海之间,已然形成了一座极低温的冰峰。而局座正用尽全身的力量,一步一步地往上爬。


既然无法逃逸,就向着危险的中心前进。


这是一种何其强大的力量?


长老和歌者对望一眼,异口同声道,“这难道就是传说中远古十维宇宙的神秘力量——因果律?”


这个偏僻渺小的碳基低熵体群落,怎会掌握如此可怕的高维科技?


局座顶着风雪来到了上帝之骰面前,立方体位于冰峰的尖端上,周围的空气早已凝固。


长老和歌者屏住了呼吸,目不转睛地盯着这个低熵体将军。


只听得局座低声对冰块说了一句话,冰块流下两行热泪,然后冰雪开始消融,雨点也飘落下来,冷冷的冰雨在冰块上胡乱地拍,暖暖的眼泪跟寒雨混成一块。


那块可以吸收一切热量的冰块,竟和雨点消融在一起不见了。


长老惊觉眼前的色彩,忽然被掩盖,局座影子无情在身边徘徊。


一个终极物理规律武器,竟然败在了这个不起眼的低熵体手中。


在监视器失灵的一刹那,长老听见敬腾问,“局座,你对冰块说了什么,竟然把它感化了?”


局座说,“我对它说,你可以退伍了。因为我深知,当冰太久,最大的愿望就是退伍。”


给自己带个货,喜欢本文的朋友,也可以关注我和我的盐选专栏:

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这玩意就相当于一个冷源,这在现实中是广泛存在的。

比如大海,比如河流,比如外太空,都可以类比成可无限吸收热量的冷源。

有了冷源,再加个热源,可以搞出来卡诺循环。

且该卡诺循环的效率ηc=1-Tc/Th,Tc趋向于0,ηc趋向于1。

低温趋向于0的效率趋向于为1的卡诺循环,是不违反热力学第二定律的,解释就是高温热源的温度只是看似未发生变化,实际发生了微小的变化,故不违反开尔文表述:不可能从单一热源吸热,使之全部转化为功,而不引起其他变化。

但由于该脑洞限制了冰块的大小,只有1cm3,和冰的导热速率。

这条件本身就不是很合理的,给定冷源的温度,又给定热导率,因此有两种解释,一种是假设冰核为0K,向外导热,另一种是表面为0K,向外辐射传热。

一、假设冰核心为0K,冰表面为0℃。

那么传热功率为

Q=2.4W/(m.K)*(0.5cm)*273.15K=3.28 W。

冰的热导率,大概是2.4 W/m.K,0.5cm为导热半径,

3.28W的传热功率,传个成千上亿年,也毫无卵用呀?

将其放在环境中,达到平衡,就不会再对外界产生影响了,而且由于功率太小,能影响的范围是十分有限的。

即使用来给手机散热,也远不如这玩意。

二、如果假设冰表面为0K,那这就是一个辐射散热的问题

假设室温300K,由斯蒂芬玻尔兹曼定律,可计算传热功率为

Q=5.67*10e-8(6*10e-4)*(300^4-0^4)=0.275 W

这点儿冷源能做啥呢?

宇宙背景辐射温度为4K,而且是无限的空间。。。

此外,这接近绝对零度的小冰块,最大的意义在于用来做物理学实验。

因为目前科学家们为了实现绝对零度,需要采用各种手段,才能实现无限接近0K的温度,比如0.0001 K或者0.000001K,但绝对零度还是达不到的。

应该是通过多级压缩制冷循环实现的,这样一套实验设备还是十分昂贵的。

这小冰块用来做个实验,研究一些接近0K时的物理现象,是很有意义的,比如研究玻色-爱因斯坦凝聚态等,用法就跟液氮/液氦差不多。。。

综上,冷源太小,没啥意义,即使是加以“无限吸收能量”和“温度接近于绝对零度”,也意义不大但接近绝对零度的低温环境,用来做实验倒是极好的,能省太多钱和搭实验台浪费的时间。

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修个发电厂,用来发电。

无限吸收热量就可以当永动机用,用来造液态空气,这些液态空气蒸发膨胀就可以去推汽轮机了,余冷还可以给数据中心供冷,加上空分设备,还能提供一堆化工原材料(^_^)v

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放到汽轮机凝汽器里面啊,还能干啥。

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整恁多高级想法看得眼花缭乱,要我就想着弄个简单实在的得了。

自个儿用就整个大冰箱过过瘾,或者给企业弄个大冷库,一辈子都不用通电,倍儿棒倍儿瓷实! 不过这玩意儿吸热没够儿,你还不能老搁一个冰箱或一个冷库里,时间太长它能任嘛儿给你冻实心儿了! 解一下热传导方程,算一算吸热速度,它能带n多个冰箱或n多个冷库整得明白儿的,甭给浪费了。你用完了我用,我用得了再给他,整一方案丫严丝合缝,任嘛儿都不糟践。

这玩意儿整好了,得啥冻啥,除了三文鱼,没啥不行的。入伏了天儿热,冻一堆冰棍儿天天吃 ,白天吃不够晚上当夜宵都没人管你。

干嘛儿整恁高级,弄个冰箱冷库啥的多接地气 ,照顾一下民生不好吗!

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