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发布时间:2020-05-25 19:37:57

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作者:李慕南,姜忠喆

出版社:北方妇女儿童出版社

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别小看了这些知识

别小看了这些知识试读:

前言

科技人才的培养,基础在于教育。谁掌握了面向未来的教育,谁就能在未来的国际竞争中处于战略主动地位。青少年是祖国的未来,科学的希望,担当着科技兴国的历史重任。因此,把科技教育作为一项重要的内容,从小学抓起,为培养未来的人才打下坚实基础是势在必行。

图解科技内容,进行科学普及,对培养广大读者学习科学方法,树立科学思想和科学精神,从面成为具有创造精神的,适应未来社会发展的建设人才打下基础具有十分重要的意义。

在新的世纪,随着科学技术日益渗透于经济发展和社会生活的各个领域,成为推动现代社会发展的最活跃因素,并且是现代社会进步的决定性力量。发达国家经济的增长点、现代化的战争、通讯传媒事业的日益发达,处处都体现出高科技的威力,同时也迅速地改变着人们的传统观念,使得人们对于科学知识充满了强烈渴求。

对迅猛发展的高新科学技术知识的普及,不仅可以使广大读者了解当今科技发展的现状,而且可以使我们树立崇高的理想:学好科学知识,为人类文明作出自己应有的贡献。

为此,我们特别编辑了这套丛书,主根包括人体医疗、前沿武器、古代文明、科技历史等内容,知识全面、内容精炼、图文并茂,形象生动,通俗易懂,能够培养我们的科学兴趣和爱好, 达到普及科学知识的目的,具有很强的可读性、启发性和知识性,是我们广大读者了解科技、增长知识、开阔视野、提高素质、激发探索和启迪智慧的良好科普读物。

不怕湿的“尿不湿”

我们知道饭粒和面团中都含有水分,但是用手挤不出水来。这是因为大米和面粉中的主要成分是淀粉,它是一种长链状的高分子化合物,分子长链上有许多亲水原子。科学家根据这一原理,人工合成了许多高分子材料,它们都有很强的吸水性,如聚乙烯醇、聚氧乙烯等。把这些材料涂在软布上,就可以制成“尿不湿”尿布。

从理论上讲,“尿不湿”的吸水量能达到自重的许多倍,而且在受到少许压力时,水也不流出来。所以,它能使尿布不湿。

说起来,你也许不相信,尿不湿的发明,最早是为航天员发明的。美国的宇航员曾在太空中,出现过尿液污染事件,结果使航天员的面罩看不清楚,后来人们发明了尿不湿,并不断改进。现在航天员用的尿不湿,1克尿不湿可以吸收1000克的液体,很好地解决了这个难题。

中国首位“太空人”杨利伟就是穿上尿不湿上天的。“湿”到底是什么?

水能把东西浸湿。而湿是一种物体的触感,大致说来,湿是一种物理吸引作用。如果仔细观察一杯水,可以看出水“粘”在玻璃杯的壁上,比杯中的水面稍高,呈U形。这是因为杯中的氢受到空气中的氧的吸引而上升的情形,一直到水的重量与吸引力平衡时,杯壁上的水才会停止上升。换成较细的管子,水会上升得更多才会达到平衡,所以,管越细,爬得越高。这种现象叫做“毛细现象”。而就是因为这种毛细作用,才能使水由地面上升到三百尺高树顶的叶子上。而“毛细现象”整个过程,我们称之为“浸湿”。

不能用凉开水养鱼

鱼是靠鳃部呼吸的,绝大部分鱼类的呼吸,只能在水中进行。水中的氧气是水中生物生长的必需物质。

如果把水烧开,水中的氧受热后就会蒸发。用凉开水养鱼,鱼会因凉开水中没有足够的氧气而死亡。养鱼的水也要经常更换,保证水中有足够的氧气。

另外,水烧开后,水里的各种矿物质就会大量减少,这也对鱼的生存构成了威胁,所以不能用凉开水养鱼。

鱼的血液循环是封闭的,其心脏比较简单,位于鳃的附近,由一个心房和一个心室组成。鱼的鳃有许多毛细血管的小叶,通过它,可将水中溶解的氧吸收到血液中。

硬骨鱼的鳃外有一块角质的盖,鱼在呼吸时同时张嘴和将鳃盖打开,这样将水吸人口中,鳃盖上的膜防止水从这个方向流入。合嘴时可以通过嘴前部的一个机构将水从鳃缝中挤出去。软骨鱼没有鳃盖,它们必须不停地张着嘴游动,来让水通过它们的鳃流过。

金鱼是一种颜色鲜艳、体态婀娜多姿的鱼类。它的祖先是亚洲产的鲫,远在中国的晋朝时代(265~420),就出现了红色鲫鱼。后来,经不同品种之间的交配而培育出许多新品种。

现在,金鱼的种类很多,有大腹便便的“珍珠鳞”,有全身乌黑的“乌龙眼”,有摇摆着一对凸眼的“大水泡”……金鱼已成为最普通的观赏鱼。

当心地下水受污染

地下水是城市生活用水、工业用水和农田灌溉的重要水源之一。

工业废水、废气、废渣是污染地下水的“主凶”。在工业生产的过程中,会产生大量的有毒有害废水,若不经过处理而直接排入水道、江河湖海,都会导致地下水污染。工业废气随降雨下落,通过地表流入水循环中,对地表水和地下水造成污染。工业废渣有的天然堆放,有的埋入地下,时间一长,其中的有毒有害物质部分随降水直接渗入,部分随地表水渗入,从而对地下水形成污染。

与地表水一样,地下水也会受到污染。水的污染有两类:一类是自然污染;另一类是人为污染。当前对水体危害较大的是人为污染。人类的生产活动使大量的工业、农业和生活废弃物排入江河湖海之中,使水源受到严重的污染。目前,全世界每年有4200多亿立方米的污水排入江河湖海,污染了约5.5万亿立方米的淡水,相当于全球径流总量的14%以上,真是触目惊心!

打不碎的玻璃

现代材料越来越先进,用玻璃纤维复合材料制成的玻璃就是不易碎的玻璃,这种有机玻璃被穿透时不产生裂纹或碎片,所以防弹玻璃是由这种玻璃和胶片多层叠合制成的。有机合成玻璃与一般的玻璃不同,优点很多:透明度很高,密度却不到无机玻璃的一半;韧性较强,不易碎;很容易成形,不需高温;机械强度较高,有一定的耐热耐寒性,耐腐蚀,绝缘性能良好。

1970年,德国科学家加勒斯·雷姆把玻璃纤维镶嵌到聚酯树脂中,结果制成一种新的玻璃,这种玻璃比一般的钢铁还坚韧牢固。玻璃很脆,但经过加热,被拉制成比头发还要细得多的玻璃纤维后,它就完全改变了自己的本性,变得像合成纤维那样柔软,而坚韧的程度甚至超过了同样粗细的不锈钢丝。德国的一家建筑公司首先采用了雷姆的研究成果,生产了一种叫做“玻璃斯大尔”的新型建筑材料。

这种玻璃纤维复合材料,不仅可以用来当建筑材料,它还是制造船只、汽车、火车的外壳以及机器的零件的好材料。使用这种材料,不仅可以节省大量的钢铁,同时因为减轻了车、船本身的重量而使其有效载重量大为提高。由于这种材料不会生锈,还可以免去许多保养费用,真是一举多得!

1980年,在德国迪塞尔多夫市,一座7米长的新桥建成了,瞧,它既结实又漂亮,无数的人从不同的地方赶来,一睹它的“芳容”。大桥吸引人的地方倒不是它的外观,而是它是以玻璃为主要原料建成的。

在人们的印象中,玻璃是一种极容易破碎而又极不牢固的材料,人们对大桥东摸摸西瞧瞧,怎么也不相信它是由玻璃建成的。可是,这是事实!

汽水为什么能消暑

炎炎夏日喝上一瓶汽水既爽口又消暑,你会感到凉爽多了。

在生产汽水时,工人们通过降温和加压的方法,把大量的二氧化碳充入汽水中。二氧化碳有一个特性,它对水的溶解度随温度的升高和压力降低而减少。就是说溶有二氧化碳的水,在温度升高时,它就会从水中逸出,同时还带走一部分热量。因为人体的体温比汽水的温度高,所以喝入体内,汽水中的二氧化碳便成为气体从水中逸出,通过打嗝从口腔中排出,这个过程会把人体内的热量带走,这就是喝汽水感到凉爽的原因。

提起汽水,不能不提著名的化学家普里斯特利。1733年,普里斯特利出生于英国利兹城附近一个贫民家庭。长大后,他总爱用自己微薄的薪金来购买仪器和药品,从事化学实验,曾先后发现二氧化氮等多种气体。

一天,他的一位朋友想制造一种能消暑的饮料,于是请普里斯特利帮忙。好心的普里斯特利立即答应了下来,但这项研究并不顺利,因为当时并无今天这些加压、冷冻和封瓶等设备。他足足试验了一年,到1772年,才发明了把柠檬酸和小苏打溶在水中的方法,制成了有史以来的第一批汽水。

开放在衣服上的“火花”

在天气干燥的季节,当你脱下合成纤维做的服装时,常能听到“啪啪啪”的响声,如果在暗处,你还能看见衣服上闪烁着火花。这是为什么呢?

天气干燥又寒冷的季节,合成纤维服装会随着身体的运动而相互摩擦。摩擦就会产生静电,静电积累到一定的量后,就会产生放电现象。这就是我们听到的“啪啪”声和看到的衣服上闪烁的火花。

小小的静电,曾引爆过一架飞机呢1

1967年,入侵越南的美军派出了一批直升机到前线空运伤员,当一架满载伤员的直升机飞抵西贡机场上空,正徐徐降落时,突然一声山崩地裂的巨响,直升机神秘地在空中爆炸了!

事后,美军情报人员赶往现场对惨案进行调查,发现是静电造成这场灾祸。该机上的副驾驶员在脱毛衣的过程中,产生了强烈的静电,由此导致起火,进而引起爆炸。经过这次事件后,美国空军飞行员一律不许穿毛衣上机,飞行服也经过重新设计。

二氧化碳与温室效应

温室效应是由于人们缺乏环保意识,向大气中毫无节制地排放各种有害气体而造成的。

现代化工业生产大量燃烧煤炭、石油和天然气,这些燃料燃烧后,产生的二氧化碳气体大量进入大气。二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。大气中的二氧化碳浓度的不断增加,阻止了地球热量的散发,如同给地球盖上了保温毯,引起地表温度上升。这就是“温室效应”。

金星上的温室效应非常强,因为,金星的大气密度是地球大气的100倍,而且其中97%以上是二氧化碳;同时,金星大气中还有一层厚达20~30千米的由浓硫酸组成的浓云。二氧化碳和浓云只让太阳光通过,却不让热量透过云层散发到宇宙空间。被封闭起来的太阳辐射使金星表面温度高达465℃~485℃,而且,金星基本上没有地区、季节、昼夜的差别。温室效应还造成金星上的气压很高,约为地球的90倍。

矿泉水与纯净水哪个好

天然矿泉水,出自于地壳深部,未受任何污染,而且含有丰富的对人体健康有益的各种微量元素。它不仅能消暑解渴,而且对肠胃病、高血压、关节炎等多种疾病有一定的疗效。某些微量元素仅能以水中游离状态才被人体吸收,所以说矿泉本是人体所需微量元素的理想补剂,常喝各种微量元素未超标的矿泉水对人体是有益的。而纯净水虽然纯净,但水中缺少对人体有益的微量元素,长喝它会对人体健康不利。

在天然的条件下,地球上可以找到90多种元素,根据目前掌握的情况,多数科学家认为生命必需的元素共有28种,在28种生命元素中,按体内含量的高低可分为宏量元素(或常量元素)和微量元素。

微量元素,顾名思义,是这种元素在人体内含量很少。如铁、矽、锌、钢、镍、锡、锰等。这些微量元素占人体总质量的0.03%左右。尽管它们在体内的含量很小,但在生命活动过程中的作用是十分重要的。

选用矿泉水时,不要选择限量指标超过国家标准规定的产品。在选购时,应注意瓶盖是否松动,瓶身是否透亮,有无异物漂浮等,有这些现象,产品多半不合格。另外,矿泉水表面张力大,用一枚硬币进行水面轻放试验,硬币可浮在矿泉水上,而不能浮于普通饮用水上。

令人惊讶的古墓文物

科学家认为这具女尸经历2000多年而不腐烂,是因为下列原因:一是密封和深埋,女尸下葬时用六层棺椁,一个套着一个,层层包裹,密封程度好,而且从封土顶到墓底深达26米;二是尸体灌了酒以及在衣物上喷洒酒类,这有利于防虫蛀,并有一定的杀菌作用;三是死者生前似乎曾服用过朱砂(即硫化汞),而且衣服染料和内棺油漆也含有这类物质,有抑制一些分解酶的作用;四是葬在棺中的物资有许多名贵药材,这些药材有很强的杀菌功效;五是埋葬时尸体和石灰、木炭等干燥吸水物质放在一起,在埋葬初期,尸体经过了不断干缩的阶段,这对尸体防腐起了很大作用。

马王堆汉墓遗址位于湖南省长沙市东郊,距市中心4千米。因传为楚王马殷的墓地,故名马王堆。

现挖掘出的马王堆三座汉墓共出土珍贵文物3000多件,绝大多数保存完好。其中有500多件各种漆器,漆器制作精致,纹饰华丽,光泽如新。一号墓还出土了大量丝织品,有一件纱衣,轻若烟雾,薄如蝉翼,该衣长1.28米,且有长袖,重量仅49克,织造技巧之高超,令人叹为观止。出土的帛画,是我国现存最早的描写当时现实生活的大型作品。

木乃伊是在人工防腐情况下或自然条件下可以长久保存的尸体。木乃伊一词源自波斯语,原义为蜡,欧洲人用来指古埃及涂抹防腐香料保存至今的尸体,中国自明代以来将其音译为木乃伊。

古埃及人认为人死后可以复活,而复活的条件是保存尸体,所以他们留下了许多珍贵的木乃伊,成为世界上一大奇迹。

不能用海水浇灌庄稼

地球的水储量中,淡水仅占总量的3%左右,其余均为海水。海水的含盐量在3.5%左右,盐能够造成植物中的水分流失,也能把细胞中的水分挤走。

庄稼的生长,是靠其根部从土壤中吸取水分的,并利用水吸收土壤中的养分,并把养分输送到它的茎和叶子中去,海水中含盐量较高,如用海水灌溉庄稼,盐就会与水一道被其根部吸收,庄稼自身没有排盐功能,如果庄稼体内液体中的含盐量过高,就会造成庄稼体内的水分不断向外渗透,使养分损失,最终庄稼就会脱水而死。这就是为何农民不用海水浇灌庄稼的缘故。

我国是一个严重缺乏淡水的国家,淡水人均占有量只有世界人均水平的1/6,而且南北分布极不均匀,这已经成为制约我国经济快速发展的重要因素。而且,随着工业发展、城市化进程的加速和人民生活水平的提高,淡水危机将日益加剧。

因此,海水淡化和综合利用,就成了解决水危机的一个重要发展方向。海水淡化的主要方法包括蒸馏法和反渗透法等。蒸馏法是将海水加热气化,再使蒸汽冷凝而得到淡水;反渗透法则是给海水加压,使淡水透过特殊的膜而盐分被截留的方法。目前国际上使用得最多的是反渗透法,而蒸馏法比较适合于有热源的场所如发电厂等。

唯一能够在海水中存活的树木是红树林。

红树林长期生长在海潮浸淹的盐渍土壤上,所以它形成了一种与环境相适应的独一无二的生态特性:具有胎生现象;奇形怪状的支柱根、板状根使得树干在滩涂坚固地生长着,特别是呼吸根,使红树在泥水里不缺氧,里外疏畅;叶子有泌盐现象等。

水是生命之源

科学家考证,大约53亿年前,地球上最早的生物来自水中,这是最原始的生命。所以说,水是生命之源。

科学证明,水分布在一切有机体组织中,约占人体重的2/3,约占新生儿体重的80%,是人体需要的六大营养素之一,各种生命体所需的营养物质都可以溶解在水中。它把生命体所需的各种营养物质输送到体内,同时,生命体新陈代谢出的各种废物,也大多是通过水排出去的。

人体的血液中水约占96%,如果人体缺水,就会直接危及生命的安全。

你知道吗?不吃食物,人能活相当长一段时间,有的胖人甚至能活一年,但不喝水最多能活十余天;如果全年的降雨都不流失而汇集在地面上,我们就要在1米深的水中行走;如果不下雨,地球上的淡水仅够我们用四年多;如果南极的冰都化成水,海水将上升60米,许多城镇将被淹没;把世界最高峰珠穆朗玛峰放入海的最深点,它的顶峰还要差2000米才能露出水面。

地球是太阳系八大行星之中唯一被液态水所覆盖的星球。地球上水的起源在学术上存在很大的分歧,目前有几十种不同的水形成学说。有的认为在地球形成初期,原始大气中的氢、氧化合成水,水蒸气逐步凝结下来并形成海洋;也有观点认为,形成地球的星云物质中原先就存在水的成分。另外一些人认为,原始地壳中硅酸盐等物质受火山影响而发生反应、析出水分。还有观点认为,被地球吸引的彗星和陨石是地球上水的主要来源。

烟雾也是“凶手”

城市早晨的空气质量一般较差,尤其是雾天,空气污染严重,所以此时不宜去锻炼。夜间,城市的地面温度会下降,此时,汽车、人流扬起的灰尘等污染物以及大量废气不能向上扩散,反而回降,悬浮在大雾中,至清晨时,城市近地面空气的污染浓度最高。而人在锻炼时,呼吸会加深加快,由此经呼吸道吸引过多的有污染的烟雾,对人体健康造成损害。

在1930年12月1日夜,一场浓雾笼罩在比利时的默兹山谷地区上空。在这山谷中,许多工厂都把烟尘和各种有害的微粒排放到大气当中,于是形成了这片烟与雾结合在一起的烟雾。这场烟雾在这山谷里足足延续了四天,在这四天里,成千上万的人病倒了,各家医院里都挤满了病人,结果60人死亡。死者中绝大多数都是患有心脏病和肺病的老人。

有汗的衣服不能用热水洗

汗中大约有98%的水,0.3%的盐,其余则是蛋白质、尿素与其他有机物质。

盐、水、尿素都易溶于热水,但是蛋白质却不能。一般情况下,蛋白质以胶体的形态溶解在水里,但是遇热时就会凝固起来,变得不溶于水了。

因此,用热水洗含有汗渍的衣服,汗里的蛋白质会凝固而变成不溶性物质,牢固地粘在衣服的纤维上,在日光照射下,经空气氧化作用后,就变成了黄色的污垢。所以凡衣服被血液、牛奶和豆浆等这些含蛋白质的东西沾上以后,不要用热水洗涤,应该用冷水洗涤。

你知道吗?蛋白质有时会成为危害人体健康的“帮凶”!通常造成对某种食物过敏以及过敏反应的元凶就是蛋白质。因为每种蛋白质的结构都略有不同,而人体更是千差万别,某些蛋白质会引起一些人的免疫系统发生反应,由此导致过敏反应。许多人对花生中的某种蛋白质,或者贝类等海鲜的蛋白质过敏,但是很少有人对所有的蛋白质种类都过敏。

变硬的塑料小剑

塑料是一种高分子的聚合物,它的内部有许多乙烯分子聚合在一起,氯乙烯分子聚合后,形成一个链状的大分子,大量同样的大分子聚合起来,就形成了塑料。

塑料能刚能柔。它之所以硬,是因为分子咬分子的“关节”紧紧地结合在一起。如果你要想使它变得柔软,只需在这个“关节”上加些“润滑油”就行了。所谓的“润滑油”,就是塑料工业上经常使用的增塑剂。

在寒冷的冬天,有的增塑剂因不耐寒,“润滑”的能力就降低了,塑料中的“关节”就变硬,让塑料变得硬邦邦的。天暖时,增塑剂恢复了“润滑”的本性,“关节”也就变软了。

现在,用塑料制成的塑料袋在给人类带来极大方便的同时,也在严重污染着我们生活的环境。不可降解的塑料袋很不容易分解,即使埋在地下,它一百年都不会腐烂。同时,还会影响土壤的质量。如果把它丢在大海里,让海洋动物误食,会导致它们死亡。2002年,一头小须鲸死后,被海水冲到法国的诺曼底海滩,人们在它的胃里竟然发现了800千克塑料袋及其他包装材料。塑料垃圾所形成的“白色污染”,已成为当前令人们头疼的事情。

塑料可以回收再利用,以下是塑料回收分类标签:

PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯):常见于塑料瓶。

HDPE(高密度聚乙烯):常见于牛奶瓶、超市塑料袋。

PVC(聚氯乙烯):常见于雨衣、保鲜膜。

LDPE(低密度聚乙烯):常见于牙膏的软管包装。

PP(聚丙烯):常见于瓶盖、吸管、微波炉食物盒。

PS(聚苯乙烯):常见于一次性饭盒。

OTHER(其他):不属于以上6种的塑料。

酒能解鱼腥

鱼腥,是因为鱼含有三甲胺,三甲胺属于脂肪胺类化合物,有一股臭味,它藏在鱼的肉里,很难去掉它。而酒里含有酒精,酒精能够溶解三甲胺,把它从鱼肉中除掉。

此外,烧鱼时温度很高,酒精、三甲胺都是易挥发的物质,煮一会儿,腥味就被除掉了。

料洒是中国菜里对烹饪用酒的称呼。但烹饪用酒的传统在中西烹饪中都很常见。

中国莱中的料酒为酒精含量偏低(10~25%)的酿造酒,以黄酒为主,也有使用糯米酒、汾酒的。有些在酿造阶段还特别加入花椒、大料、桂皮等传统调味料。

西餐烹饪用洒一般是廉价的葡萄酒(特别是干葡萄酒)等。一些特定地区的菜肴,例如中欧和东欧的炖牛肉经常加啤酒。啤酒也被用来调制一些油炸食物的裹粉。

鸡蛋洗干净了容易变坏

鸡蛋的蛋壳上有许多小洞,鸡在生蛋时,会有一层胶状物质堵住蛋壳上的小洞,这些胶状物能溶于水,当你用水去洗鸡蛋时,这些胶状物也一起被洗掉了,细菌就容易进入鸡蛋里。这样,鸡蛋就会逐渐变质,当然就容易坏了。

把刚生下来的鸡蛋浸在石灰水里,鸡蛋就不易坏了。因为,石灰水本身就能杀菌;另外,鸡蛋在“呼吸”时,会从小洞里排出二氧化碳,而二氧化碳遇上石灰,会生成碳酸钙沉淀堵住小洞,这样细菌就无法侵入蛋壳内了。

鸡蛋中含有丰富的DHA和卵磷脂等,对神经系统和身体发育有很大的作用,能健脑益智,避免老年人智力衰退,并可改善各个年龄组的记忆力。营养学家用鸡蛋来防治动脉粥样硬化,获得了意料之外的惊人效果。鸡蛋中含有较多的维生素B,它可以分解和氧化人体内的2致癌物质,鸡蛋中的微量元素也都具有防癌的作用。鸡蛋蛋白对肝脏组织损伤有修复作用,蛋黄中的卵磷脂可促进肝细胞的再生。鸡蛋含有人体需要的几乎所有的营养物质,故被人们称做“理想的营养库”。

石油化工厂的“火炬”

在石化工厂里,你总会看到一种冒火的“烟囱”,它日夜不停地燃烧,工人们称它为“安全火炬”。

大家都知道石油是易燃物。用石油加工生产出来的化工产品,绝大多数也是易燃物,而且大部分还对人体有害。其中有一些是气态,万一泄漏出去,就会造成环境污染,危害人体健康。更危险的是,这些气体大多比空气重,蔓延后会沉积在地面,达到很高的浓度。一旦遇到火,就会造成火灾,甚至发生爆炸。为了消除这些隐患,人们干脆把它们烧掉,以防后患。这就是“安全火炬”的作用。

开采石油的成本是非常昂贵的,开采石油和使用石油制品也可能对环境带来破坏。海上探油和开采会影响海洋环境,尤其以清理海底的挖掘工作破坏环境最大。油轮事故后泄漏的原油或提炼过的油对阿拉斯加、西班牙和许多其他地区脆弱的海岸生态系统造成了严重的破坏。石油燃烧时向大气层释放二氧化碳,导致全球变暖。

石油也是不可再生资源,现在,人们正在想办法用阳光、风、地热和其他可再生能源来取代石油,作为能源。

空气里有什么

据科学家测定,在干燥的空气中(按体积比例计算)有约78%的氮气、约21%的氧气、约0.94%的惰性气体、约0.03%的二氧化碳、约0.03%的其他杂质。

当然,空气的成分不是固定的,随着高度的改变、气压的改变,空气的组成比例也会改变。

燃烧需要氧,当盖上锅盖后,锅内空气中的氧气很快用完,火也就会熄灭。

在通常状况下,氮气的化学性质很不活泼,所以它常被用做保护气。例如,焊接金属时用氮气保护金属使其不被氧化;在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发;粮食、罐头、水果等食品,也常用氮气做保护气,以防止食品腐烂;在医学上,常用液氮给手术刀降温,让它成为“冷刀”。医生用“冷刀”做手术,可以减少出血或不出血,手术后病人能更快康复。在高科技领域中常用液氮制造低温环境,如有些超导材料就是在经液氮处理后的低温下才获得超导性能的。

氮也是“生命的基础”,它不仅是庄稼制造叶绿素的原料,而且是庄稼制造蛋白质的原料,据统计,全世界的庄稼,在一年之内,要从土壤里摄取约4000万吨氮。

从铁器上削下一把不带铁锈的铁屑,把它润湿后撒在一片木头上,使木片浮在一盆浅水中。然后用一只大玻璃杯倒扣在水中,罩住木片。静置三四天,就见铁屑上生了铁锈,盆里的水已稍稍上升。这说明杯中空气减少了,因为空气中的一部分氧和铁化合成了氧化铁(即铁锈)。

雷雨后的空气更新鲜

雷雨后,大雨给空气洗了个“澡”,把空气中的大部分灰尘都冲洗掉了。同时,雷电使空气发生了化学反应,空气中的氧气有一部分变成了臭氧。

臭氧也是氧,臭氧分子有三个氧原子,又名三原子氧,是氧气的同素异形体,因其类似鱼腥味的臭味而得名。

浓的臭氧是淡蓝色的,味臭,有很强的氧化力,能漂白与杀菌。但稀薄的臭氧不臭,还会散发清新的气息。雷雨后,空气中就弥漫着少量的臭氧,因而它能净化空气,使空气清新。

时下新兴起一种洗澡方式——臭氧浴。

我们身体表面存在许多细菌和污垢,会把皮肤毛孔堵塞,阻碍毛孔的呼吸和新陈代谢。臭氧浴可分解身体表面细菌和污垢,从而使皮肤代谢旺盛,光滑洁亮。

洗浴时,臭氧通过皮肤汗腺进入皮下,刺激皮下神经末梢,引起神经反射,同时进入毛细血管,随血液循环到全身各组织、器官、脏器。臭氧浴除了有氧化作用之外,还有热水的温热作用。

在距离地球表面15~25千米的高空,因受太阳紫外线照射的缘故,形成了包围在地球外围空间的臭氧层,这薄薄的臭氧层正是人类赖以生存的保护伞。

臭氧层主要有两个作用:一为保护作用,臭氧层能够吸收太阳光中的紫外线,保护地球上的人类和动植物免遭短波紫外线的伤害;二为加热作用,臭氧吸收太阳光中的紫外线并将其转换为热能加热大气,如果臭氧减少,则会使地面气温下降。现在,由于环境污染,在南极大陆的上空出现了巨大的臭氧层空洞,已经严重威胁了人类的生存。

千年不锈的越王勾践剑

1965年,考古工作者在湖北江陵发掘楚墓时,发现了著名的“越王勾践剑”。此剑深藏在地下已2000余年,但出土时仍锋利无比,真是一个奇迹。

科学家采用质子X荧光非真空分析法对越王勾践剑进行了无损科学检测,发现越王勾践剑的主要成分是铜、锡以及少量的铝、铁、镍、硫组成的青铜合金。锡是一种抗锈能力很强的金属,更主要的是,剑身的黑色菱形花纹是经过硫化处理的,含硫量很高,硫化铜可以防止锈蚀,这使得越王勾践剑能历经千年不锈。

1974年,在陕西临潼秦始皇随葬陶俑坑,出土了3把宝剑,剑身乌亮、寒光逼人。出土时不但毫无锈迹,还锋利得能一下子划破10多张报纸。

这3把秦剑的表面处理,比越王勾践剑更为先进。古人采用的是铬盐氧化法。铬盐酸是一种氧化能力非常强的氧化剂,剑用铬盐酸处理后,剑的表层氧化金属紧紧地覆盖在剑的表面。这层性质稳定的氧化金属虽然非常薄,但它给宝剑穿上了一层保护服,使它不会被锈蚀。在国外,这种铬盐氧化处理技术在20世纪30年代才开始应用,而中国在2000多年前就开始应用了。

见水变硬的水泥

水泥,是用石灰石、粘土等配制成生料,经高温烧成熟料,然后再掺入定量的石膏等,最后经磨细而成。它们是钙的硅盐及铝酸盐的混合物,这些物质都可以与水化合而成为化合物。

当人们把水及水泥混合后,就产生化学反应,会形成一种胶凝体,水分不能溶解这个胶凝体的小颗粒,时间越长,这些小颗粒间的吸引力也就越大,渐渐结成大颗粒,再把水从颗粒之间挤出去。这样,水泥就越来越硬,最后结成大块的“石头”。

美国研制出了变色水泥,这种水泥不但是理想的建筑材料,而且它还可以用于预报天气,所以有“气象水泥”之称。在天气干燥时,它呈蓝色;一旦变潮湿,即成紫色;如果下雨,则在吸收水分后变作明亮的玫瑰色。它之所以会变色,是因为在水泥中加入了二氧化钴。

印度科学家用稻壳燃烧后的灰烬与石灰发生化学反应,生产出硅酸盐水泥,这种水泥适用于水利工程和低层建筑,而且其生产成本仅为普通水泥的1/5。

水泥是一种水硬性胶凝材料,诞生于1824年,是当今世界上最重要的建筑材料之一。

水泥的种类繁多,按其矿物组成成分分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥以及少熟料或无熟料水泥等。而按其用途和性能又分为通用水泥、专用水泥和特种水泥三大类。

随地小便的小狗

狗等哺乳类动物都有自己的势力范围,在自己的势力范围内对同一种类的其他个体是拒绝接纳的。雄犬撒尿就是在确定自己的势力范围,目的是引起其他雄犬的注意和回避。而雌犬在发情期内会尽量随地撒尿,目的是使雄犬知道它的存在和诱使雄犬靠近它。狗的尿中含有化学性的气味,它往树干、墙边和石柱上撒尿,也是在标记辨识路途的一种路标,它只需闻着这种熟悉的气味,就可以轻而易举地找回家。

人体的血液流经肾小球时,血液中的尿酸、尿素、水、无机盐和葡萄糖等物质通过肾小球的过滤作用,过滤到肾小囊中,形成原尿。当尿液流经肾小管时,原尿中对人体有用的葡萄糖、大部分水和部分无机盐,被肾小管又重新吸收,回到肾小管周围毛细血管的血液里。原尿经过肾小管的重吸收作用,剩下的水和无机盐、尿素和尿酸等就形成了尿液。

尿液的形成是连续不断的,尿的排出是间歇的。当膀胱里的尿液贮存达到一定量时,膀胱壁受压,就要排尿。如果膀胱经常积尿太多,不及时排出,就会使膀胱过度膨胀而影响正常功能,所以我们不可憋尿。

健康的人每天排出的尿液大约为1.5升。人体每天摄取的水量和排出的水量必须维持相对的平衡。

尿是我们身体大循环里的“清道夫”,成分是95%的水加5%的代谢物,所以,一些疾病可以从尿液的颜色上表现出来。

通常情况下,尿的颜色是黄色的。在这些5%的代谢物中,有一种成分叫尿色素,尿色素是由肾脏产生的一种黄色的物质,从而把尿染成了黄色。

尿液的颜色并不是一成不变的。尿液的颜色有时是黄褐色,有时是淡黄色,有时几乎是无色的。尿液的颜色随人体每天饮水量的多少、出汗的多少等而发生变化。因为肾脏每天产生的尿色素的量大致是一定的,如果饮水量较多,或吃含水分较多的水果等食物时,人的尿量就会增加,尿色素被稀释,尿的颜色变浅。如果大量出汗,或饮水量少,就会使尿量减少,尿液浓缩而呈深黄色。

从嘴里呵出的“白气”

我们嘴里呵出的气含有水分,是一种无色透明的气态水。冬天,当嘴里的气体从温暖的口腔里出来后,遇到了空气,此时的空气相对要冷得多,因而嘴里的气受冷后,会马上凝结成小水滴,小水滴聚集在一起,看起来就是白色的气了。夏天,空气温度很高,所以从嘴里呵出的气不会冷凝成小水滴,我们也就看不到“白气”了。

观看演出时,我们常能看到舞台上冒出一股“白烟”来,这股白烟可不是水汽变成的,而是干冰的杰作。

干冰是固体二氧化碳,一般情况下,我们是见不着液态二氧化碳的,固体二氧化碳会直接升华成为气态。在常温常压下,二氧化碳是气态。在低温或高压下,二氧化碳就成为固态,形状似冰雪。当舞台上喷出干冰后,干冰遇热升温,升华成二氧化碳,干冰升华时会吸收大量的热,使其周围的温度迅速降低。处于低温区内的水蒸气就会液化成小水珠,许多细小的水珠聚在一起,在空中飘浮,就成为“白烟”。

棉花与炸药

棉花确实可以用来制造炸药。棉花的化学成分是纯净的纤维素,属于碳水化合物,容易燃烧。但是,它在燃烧时不发生爆炸。人们把棉花与浓硝酸以及浓硫酸混合作用后,就可以制成炸药。因为硝酸像个氧的仓库,可以提供大量的氧,使棉花剧烈燃烧。这样的棉花燃烧时,体积可突然增大47万倍。而且燃烧的速度也十分惊人,它能在几万分之一秒内完全燃烧,由此产生巨大的爆炸力。

为了降低这种炸药的爆炸速度,人们把棉花浸在液态氧里,做成液氧炸药,用雷管引爆,这样,它的脾气不太“火爆”,但爆炸起来威力更大。

最早的炸药是黑色火药,它是9世纪初由中国炼丹师们发明的。后来火药由蒙古人和阿拉伯人传入欧洲。直至19世纪,黑色炸药一直是世界上唯一的爆炸材料。

18世纪以后,化学作为一门科学有了迅速的发展,为炸药原料的来源和合成及制备提供了条件。许多化学家致力于研制性能更好、威力更大的爆炸材料,使各种新型炸药不断涌现。

1887年,为研制炸药九死一生的瑞典化学家诺贝尔发明了一种使硝酸甘油稳定的方法,制成了无烟火药。他还将硝酸铵加入炸药,代替部分硝酸甘油,制成更加安全而廉价的“特强黄色火药”。诺贝尔后来立下遗嘱,设立了诺贝尔奖。

大轮船不沉之谜

现代的大轮船都是用钢造成的,钢铁投入水中会下沉,但轮船却能漂浮在水面上。

原来,在水里的轮船,四周同时会受到来自水的压力,不过它前后两面所受的压力大小相等,方向相反,相互抵消了;左右两面的压力也同样相互抵消了。轮船的底面上也要受到水的压力,这种压力就是竖直向上的浮力,只要浮力大于轮船的重量,就会托住轮船使它不会下沉。浮力与物体吃水的深度及物体浸没在水里部分的体积成正比,轮船愈大,吃水愈深,就意味着船所排开水的重量愈大,船所得的浮力也愈大,轮船当然就不会下沉了。

世界上,第一个找到“浮力”的是阿基米德,为此他做了大量的实验。他把陶盆灌满水,放人一块木头,从陶盆排出的水正好等于木头的重量,他记了下来;又往木头上放了几块石子,再排出的水又正好等于石子的重量。接着,他又用蜡块等密度小于水的物体代替木块重复这个实验,然而每次的实验结果都是一致的,这表明它们遵循着相同的规律。他把石头放到水里,用秤在水里称石头,比在空气中轻了许多,这个轻重之差正好等于石头排出的水的重量。阿基米德将手边能浸入水的物体都这样一一做过实验,终于明白:“物体在液体中所受到的浮力,等于它所排开的同体积的液重。”这就是阿基米德发现的浮力定律,也叫阿基米德定律。

用管子抽水玩

虹吸现象是利用水的压力差,使管子中的水上升后再流到低处的一头。由于两管口一高一低,水会由压力大的高处流向压力小的低处,直到两边的水压相等,容器内的水面变成相同的高度,水就会停止流动。

17世纪,有个奥托的人在德国马德堡广场做了一个有趣的实验,让人们大吃一惊。他让空气“大力士”与马进行了一场别开生面的比赛。实验是将直径大约55厘米的半圆铁球扣拢在一起,球边涂上一层油脂防止漏气,将球里的空气抽光,球外的大气压力将这两个半球紧紧地压在一起。人们用了16匹强壮的马,向两边使劲地拉,才将两个半球拉开。这个实验证明大气的压力有多么大啊!

把一个装满水的瓶子放到桌上,在桌旁椅子上放一个同样大小的空瓶子。把一根橡皮管灌满水,捏住管子的两头,一头插进桌上的瓶子里,另一头插进椅子上的空瓶子里。松开捏住管口的手,你会看到,只要一个瓶子里的水位比另一个瓶子的水位低,水就会从水位高的瓶子流向水位低的瓶子里。

能穿透人体的神奇光线

波长在4000~7700埃(1埃等于千万分之一毫米)之间的叫可见光,波长小于4000埃的,叫紫外光或紫外线,是不可见光,X射线是比紫外线的波长更短的光,它也是不可见光。可见光只能穿透透明体,X射线却能穿透不透明的物体。

用X射线透过人体,为何能在荧屏上显示出骨头的影子来?原来,对于由较轻原子组成的物质,如肌肉等,X射线透过时很少有所减弱,但对于骨头等由较重原子组成的物质,X射线几乎全部被吸收了。因此,在用X射线透视人体时,在荧屏上就留下了人体内组织的黑影,由此透过人体肌肉看见肺部。

美国科学家、诺贝尔物理学奖获得者贾科尼领导研制了世界上第一个宇宙X射线探测器。1978年,该探测器进入太空,它首次为人们提供了精确的宇宙X射线图像,使科学家获得了大量的新发现。运用这个“宝贝”,贾科尼在世界上第一次发现了太阳系外的X射线源,并证实了宇宙存在X射线背景辐射。

1895年9月8日这一天,威廉·康拉德·伦琴正在做阴极射线实验。当伦琴接通阴极射线管的电路时,他惊奇地发现在附近一条长凳上的一个荧光屏上开始发光,恰像受一盏灯的感应激发出来似的。他断开阴极射线管的电流,荧光屏即停止发光。由于阴极射线管完全被覆盖,伦琴很快就认识到当电流接通时,一定有某种不可见的辐射线自阴极发出。由于这种辐射线的神秘性质,他称之为“X射线”——X在数学上通常用来代表一个未知数。后人又把这种射线叫做伦琴射线。

矮烟囱与高烟囱

大家知道,燃烧需要空气(空气里的氧气)。炉子生燃后,它里面的空气受热后温度很高,使空气密度降低并向上升,通过烟囱排出去。

烟囱里的高温气体的密度比周围空气的密度小,这就产生了压力差,形成抽力。烟囱越高,压力差就越大,产生的抽力也就越强,这就能使炉内燃烧后产生的气体很快排出去,让更多的新鲜空气快速进入炉内,让燃烧更充分。

世界上最高的烟囱,坐落在加拿大安大略省,是国际冶镍公司建造的。

这个巨大的烟囱高达379.6米(有100多层楼那么高),底面直径35.4米,顶面直径15.8米,重39吨。该烟囱于1971年启用。

中国最高的烟囱,位于山西神头第二发电厂。这里的两个煤炉合用一座巨大的烟囱,全高270米,堪称中国第一烟囱。

陆地上有人类建造的烟囱,海底里也有“黑烟囱”呢。

1979年,美国的“阿尔文”号载人深潜器在1650米至2610米的东太平洋海底熔岩上,发现数十个冒着黑色和白色烟雾的“烟囱”。从“烟囱”里喷出的是来自地底的高温含矿热液,矿液刚喷出时为澄清溶液,与周围海水混合后,很快产生沉淀变为“黑烟”,沉淀物主要由磁黄铁矿、黄铁矿、闪锌矿及其他铜铁硫化物组成。这些海底硫化物堆积形成直立的柱体及圆丘,被形象地称为“黑烟囱”。这些亿万年前生长在海底的“黑烟囱”不仅能喷“金”吐“银”,形成海底矿藏,而且很可能和生命起源有关,已成为21世纪科学家们最感兴趣的研究领域之一。

半球形的安全帽

物体的坚固程度,除与自身的强度有关外,它的外形也很重要。研究表明,物体经受外来冲击力最佳的形状是球形等凸曲面,凸曲面能使外来压力沿凸曲面扩散,而且受力较均匀,把安全帽做成半球形,就能使半球形承受较大的冲击力。

如果一块砖头从高处落下击中了安全帽,因重力加速度的作用,安全帽要承受很大的冲击力,而且破坏力极大,但安全帽光滑的半球形壳体却能把冲击力沿球面平均地分散,而且,帽内的弹性衬垫物又使冲击力进一步得到缓冲,这就使头部承受的冲击力大为降低,使建筑工人的头部得到很好的保护。

2006年,一种新式消防安全帽配发给北京消防队。这种新式消防安全帽提高了对消防员头部保护的能力,3千克的钢锥从3米的高处落下不能将它穿透,安全帽外壳的泡沫冲击力吸附垫和十字缓冲带,将头部所受冲击力大部分吸收掉,从而实现对头部的安全保护。安全帽整体荧光着色,能发光,每次受光后在黑暗中可以连续发光12小时。不过,这还不是最好的消防安全帽,未来的消防安全帽还将具有夜视、GPS和及时通信的功能,它甚至能帮消防员指出安全通道。

会变色的眼镜

在骄阳下、在皑皑白雪中,人们为了防御强光对眼睛的刺激,往往会戴上变色镜。

变色眼镜之所以有这种特殊的变色功能,是因为在制造镜片时,加入了适量的卤化银作为感光剂。卤化银有一种重要的化学性质,它对光线相当敏感。

在较强的光线照射下,卤化银会分解为银原子及卤素,银原子就会颜色变暗。一旦外界强光消失后,银原子及卤素很快相互结合成卤化银,使镜片恢复透明状态。而且这种变换可以反复进行,不会老化。

13世纪中期,英国学者培根见许多人因视力不好,不能看书,于是他想发明一种工具来帮助人们提高视力。为此,他想了很多办法,做了不少试验,但都没有成功。

一天雨后,墙根到花园散步,看到蜘蛛网上沾了不少水珠,他在透过水珠看树叶时,发觋连树叶上细细的毛都能看清楚。

培根立即回家找出一颗玻璃球。可透过玻璃球看书,书上的文字模糊不清。于是,他将玻璃割出一块,用这块玻璃片看书,书上的文字果然放大了。培根欣喜若狂,他将玻璃球片装在一块木片上,并安上一根柄,便于手拿。这是最早的放大镜。

经过人们的不断改进,这种镜片变成了现在人们戴的眼镜。

利用现代高科技,人们不断开发出各种新式眼镜。

法国研制的后顾眼镜能够往后看,它在镜框边上装有一个小夹具,上面带有一个小棱镜,因此可看到背后。

美国推出的收音机眼镜设计独特,上面装有微型收音机,人们戴上这种太阳镜后,即可收听广播。

英国研究人员发明一种新型智能眼镜,其镜框中装有一部微型电脑,能够自动地调整镜片的度数。

不怕雷的避雷针

防直击雷装置由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。接闪器就是大家通常所说的“避雷针”,它通过引下线和接地装置与大地相连。避雷针高高耸立,高于被保护的所有物体,与雷云的距离最近,所以,它最易吸引雷电,雷电通过避雷针提供的放电通道泄放入地。这样,雷击虽然还是发生了,但总是击向避雷针,而不是击向要保护的物体,所以避雷针实际是引雷针。它将雷电吸引至自身,使雷电通过引下线至接地装置而泄放到大地上,从而使保护对象免遭雷击。

现代避雷针是美国科学家富兰克林发明的。富兰克林认为闪电是一种放电现象。为了证明这一点,他在1752年7月的一个雷雨天,冒着被雷击的危险,和他的儿子一起,做了一个历史上非常著名的雷电实验。他将一个系着长长金属导线的风筝放飞进雷雨云中,在金属线末端拴了一串铜钥匙。当雷电发生时,富兰克林手接近钥匙,钥匙上迸出一串电火花,手上还有麻木感。幸亏这次传下来的闪电比较弱,富兰克林没有受伤。这次试验非常成功,让富兰克林充分认识了雷电的性质,并由此发明了避雷针,首先在自己费城的住宅安装了避雷针。此后,避雷针便在世界上流行开来。

据史书记载,我国汉朝时,有一次一处大殿遭到雷击引发火灾,一位巫师后来将一块鱼尾形状的铜瓦放在层顶上,由此防止了雷击的再次发生。专家们认为,这块铜瓦是现代避雷针的雏形。

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