太阳表面5500摄氏度,那6000度的高温有东西能够承受吗?

6000度的高温什么东西能承受?换个说法就是,在6000度的高温下哪些物体能够不融化?

物质通常是由分子或者原子构成的。从化学角度来看,融化的本质就是化学键的断裂,不同的物质具有不同的熔点,融化时所需要的热量也不同。

目前世界上最耐高温的材料是铪合金,即铪的化合物五碳化四钽铪(Ta4HfC5),标准大气压下,熔点为4215℃,它是当今世界上熔点最高的物质。即使这样,在6000度的高温下也会融化的。

目前所知,在6000度的高温下,没有任何物体能够承受。地球核心处的温度就高达6000多摄氏度,但其内部仍然是固态金属,主要成分为铁和镍。众所周知,在标准大气压下,铁的熔点为1538摄氏度,沸点为2862摄氏度。为什么铁没有成为液态或者气态呢?那是因为,地核深处的压力非常之高,大约相当于350万倍标准大气压。在这种极端环境下,物质的熔点会升高,地核深处的物质依然保持固态也就不足为奇了。

事实上,地球核心处的温度比太阳表面的温度还高,太阳表面的平均温度才5500摄氏度左右。即使这样,太阳上的物质也都处于等离子态,那是因为太阳表面的压强并不大。不过太阳核心处的温度可是高达1500万摄氏度,正是这么高的温度才能够维持氢核聚变反应。

由此可见,讨论物质的熔点或者沸点时需要考虑,所在环境的压强大小。

那么有什么物体能够承受6000度的高温?

若以实物来论,通常来说并没有。除非有超高压加持,否则任何物体都会在这样的高温下变成等离子体。等离子体又叫做电浆,顾名思义就是由带有相等电荷的离子构成的物质,等离子体在宇宙中广泛分布,宇宙中的恒星都是等离子体。

唯一能够承受6000度高温的东西就是场了。场是一种特殊的物质,它是除了实物以外物质存在的另一种形式。实物都是由粒子构成的,而场却不是。场和实物相伴相生,场也具有能量和质量。在自然界中常见的场有电磁场和引力场。

(上图为物体周围电磁场的形态示意图)

大家可能都知道,在核反应过程中,反应物的温度非常高,通常都高达上亿度。太阳内部进行的核聚变反应靠引力进行约束(引力约束),地球上显然无法提供这种条件。地球上没有任何容器能够承受这么高的温度,只能另寻他法。

为此科学家们想到了一种方法,名叫磁约束。核反应时物质都处于等离子状态,这正好为磁约束提供了便利。自然界中的磁铁磁力太弱,显然是适应不了这个工作的。还好我们发现了超导体,利用超导体可以产生超强的磁场。我们利用超导体做成一个牢笼,通上电后就可以形成超强的磁场,将核反应物置入其中,就可以避免其与容器直接接触,以免损坏容器。托卡马克装置就是利用磁约束来实现可控核聚变反应的环形容器。

其实除了这种方法,在地球上还有另一种可行的核反应约束方法,名叫惯性约束。惯性约束是怎么回事呢?就是利用超强的激光束或者带电的高能粒子束形成一个密集的牢笼,当核反应物触碰到这些能量束之后,就会被反弹回去,因为利用了粒子的惯性,故称之为惯性约束。目前主流的还是利用激光进行惯性约束,激光核聚变装置差不多就是这个原理。

(上图为激光核聚变装置的示意图)

目前可控核聚变虽然能够在实验室中实现,但距离实用阶段还有很长的路要走。

耍个小聪明,空间是承载一切事物的平台,不要说6000度的高温,就算来个10亿度也没问题。哈哈!

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