莱夫教授迈着沉稳的步伐走上讲台,目光扫过台下朝气蓬勃的新生们。他简洁地做了自我介绍后,话锋一转,向学生们提出了一个令人匪夷所思的问题:”如何让水在沸腾的同时结冰?”这个问题如同一颗投入平静湖面的石子,瞬间在学生中激起层层涟漪。面对这个看似违背常识的提问,台下响起一片低低的议论声。让水在沸腾状态下结冰?这简直比天方夜谭还要荒诞。别说这些来自全国顶尖学府的精英学子,就连任何具备基本物理知识的人都会立刻摇头——水沸腾需要100℃的高温,而结冰只需要0℃的低温,这两个温度差了整整一个冰点,怎么可能同时实现呢?
看到学生们困惑的表情,莱夫教授脸上露出一丝神秘的微笑。他示意助手将一台带有透明观察窗的装置缓缓推到讲台中央。教授拿起一个干净的烧杯,倒入清澈的自来水,然后小心地将其放入装置中。接着,他让助手对装置进行一系列复杂的操作。不一会儿,透过透明的观察窗,学生们惊讶地发现,烧杯里的水竟然开始剧烈沸腾,气泡一个接一个地冒出水面。在助手的精准操控下,水保持着持续不断的沸腾状态。
然而,接下来的景象让所有人都惊呆了:原本翻滚沸腾的水突然凝固不动——烧杯里的水已经结成了晶莹剔透的冰块!教室里顿时响起一片抽气声,学生们瞪大了眼睛,难以置信地互相交换着目光。莱夫教授从容地解释道:”我们都知道,在标准大气压下,水的沸点是100℃。但这个结论只是基于温度和气压两个因素考虑的结果。我们往往只关注温度变化,却忽略了气压对沸点的影响。这台装置其实是一个压力舱,通过抽气系统降低内部气压,水的沸点就会随之下降。所以,虽然我们看到了水在沸腾,但实际温度远低于100℃;当继续降低气压时,水会继续沸腾,但温度已经降至0℃以下,结冰自然就成了可能。”听完这番解释,学生们恍然大悟,纷纷点头表示理解。
莱夫教授接着说:”但这里有一个关键点需要牢记:必须敢于打破传统观念的束缚。如果一开始就固守’水不可能在沸腾时结冰’的成见,就永远无法理解这个现象。而这种突破思维定式的勇气,恰恰是科学研究最宝贵的品质。永远不要说’不可能’,因为科学的疆域正在等待被重新定义。”这堂颠覆认知的物理课,是美国麻省理工学院新生们的开学第一课。授课的莱夫教授,正是这所世界顶尖学府的校长拉斐尔·莱夫。他的这堂课,不仅揭示了气压对沸点的深刻影响,更向所有学子传递了科学探索的核心精神——敢于质疑,勇于创新。
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