通常情况,雷雨天气里,闪电总是伴随着雷声,但有时候人们只看到闪电却听不到雷声。这种现象是怎样造成的呢?
空气中的声速随气温的升高而提高,声音在较暖和的空气中的传播速度比在较寒冷的空气中快。如果气温是向上递减的,那么,沿水平方向传播的声波,其上面部分就比下面部分传播得慢,因而声波的路径便向上弯曲。由于气温在靠近地面较温暖而越向上越冷,声音的折射就使声音拐弯向上,因而不能沿地面传播得很远。相反,雷声的声波被地面附近较暖和的空气向上折射,超过25千米的范围,由于声音的折射非常厉害,从而向上传播,这样,地面上的人就只能看到闪电而听不到雷声了。
下雷阵雨时,我们会发现,总是先看到闪电,然后才听到隆隆的雷声。特别是当闪电离观察者距离很远时,会在闪电闪过一段时间之后,才听到从远处滚滚而来的隐隐的雷声。这又是为什么呢?
原来,这是由于声音速度远远小于光速的缘故。声音在空气中传播速度为300米/秒,而光速可达到30万千米/秒。这就像是缓慢的乌龟和敏捷的兔子赛跑,当兔子早已跑到终点许久了,乌龟才蹒跚爬到。所以,在雷声与闪电的赛跑中,雷声总是输给闪电。但如果闪电就发生在你身边的话,你可能会在耀眼的闪电使你目眩神迷的瞬间,听到震耳欲聋的霹雳声。
知识点:声速、折射、光速
为什么下雪后环境显得特别寂静
下雪后,人们会发现雪不仅使大地显得异常洁净,而且雪后环境显得特别寂静,尽管车辆行人并未比平常减少许多。这是为什么呢?
雪刚下时,地面上松软的积雪中有许多小空隙,雪中的小空隙吸收了周围环境中的声音,所以下雪后环境显得特别寂静。这同纤维材料和多孔材料能吸音的原理相同,通过小空隙的声振动不能恢复原状,因而不能正常反射,它的大部分声能转化为热能,当然,这种热能是极小的。
当雪被压得比较坚实的时候,这种吸音能力就减弱了。
知识点:空隙、声音、吸收、声振动
为什么下雪后人们要在雪上洒盐
在冬天的北方,每当下了雪,清洁工人会用洒水车向雪面上洒上盐水,目的是使雪融化得快一些。这里面有什么样的科学道理呢?
我们知道,在一般情况下,水在0℃时就会结冰,但如果在水里溶解某种物质的话,比如糖或者食盐,水的冰点就会降低,也就是说,加入了这些物质的水在0℃以下还不会结冰。食盐是一种很容易溶解于水的物质,当水变成食盐溶液时,它的冰点就会降到—21.2℃。所以,在雪面上洒上盐水后,当温度在零下十几度时,雪仍会融化。
知识点:结冰、冰点、降低、溶水
为什么倒啤酒时在杯中会产生大量气泡
把啤酒倒进酒杯时,会看到有许多气泡从杯底上升。人们普遍认为,这些气泡,也就是二氧化碳原本就存在于啤酒之中。但事实上,二氧化碳是溶解在啤酒里的,并不是以气泡形式存在的。这些二氧化碳是怎样变成气泡的?
原来,气泡是在杯底、杯壁产生的。在杯底、杯壁表面有缺陷或者有尘埃的地方存在气穴。这些容纳有空气的气穴,为二氧化碳从啤酒溶液中析出提供了一个液面,由于二氧化碳的进入而形成气泡。
在气泡上作用着浮力和表面张力,由于二氧化碳比啤酒轻些,浮力拉曳气泡离开杯壁。但是,啤酒与气体之间的界面处的表面张力,使液面处于紧张状态。由于二氧化碳不断进入气泡,气泡渐渐变大,浮力也随之变大,且最终克服表面张力而使气泡离开杯壁、杯底。气泡漂浮到液面,然后在液面破裂。破裂的原因是:气泡壳层之间的液体在重力作用和壳层内部表面张力相互作用下不断流失,气泡泡壁渐渐变薄,直至从周围的泡沫中传来一个偶然的震动,使气泡壳层变薄,直至破裂。
知识点:二氧化碳、气泡、浮力、表面张力
为什么汽车的后视镜是凸面镜
平时你注意到没有,我们坐的汽车,不论是公共汽车还是小汽车,它们的后视镜都是凸面镜。你知道这是为什么吗?
我们知道,平面镜里的虚像和原物大小一样,而凸面镜的成像是正立、缩小的虚像。从凸面镜里能够看到的外界范围要比同样大小的平面镜大,所以汽车驾驶室外侧竖的都是凸面镜,这样司机在倒车时看到的后面的范围会大一些,也会安全一些,不容易碰到人或物体。
我们还会看到,在马路拐弯的地方,尤其是拐弯又有障碍物之处,一般都安有一面大的凸面镜,也是同样道理,是为司机提供大的视角范围,以免出交通事故。
知识点:平面镜、凸面镜、可视范围
为什么拖拉机的前轮小、后轮大
常见的拖拉机有履带式和轮式两类,其中要数轮式拖拉机的模样特别怪:它后面的一对轮子要比前轮大,显得很不相称。
轮式拖拉机大多在坑坑洼洼、软硬不一的田野里,拖拉各种各样笨重的农业机械。在这种不同于一般的工作环境中,前后轮承担的任务不同,它们的“个子”正是为了适应彼此不一样的特定要求而设计的。前轮在拖拉机手转动方向盘的控制下,随时调整方向,引导拖拉机前进。前轮做得小一些、窄一些,转动时,地面对它的阻力就小,这样不仅操纵灵便,而且节省发动机的动力。后轮做得既宽又大,是因为拖拉机在田地里操作时,必须在后面拖拉着播种机、插秧机等农业机械。这些机器都是用金属制造的,很重,与拖拉机挂在一起,它们的重量和拖拉机自身的重量合成的重心就落在后轮上。后轮承担的重量比前轮大得多,只有把轮子做得又宽又大,使它与地面的接触面大一些,才能把多承担的重量分散到地面上去,这样,前后轮负担的重量不至于相差得太多,拖拉机在操作时,后轮才不会陷在松软的田地里。
知识点:任务、重心、重量
为什么火车在钢轨上行驶
汽车、无轨电车、自行车等车辆都可以在普通道路上行驶,但是火车却不能,为什么?
原来火车在钢轨上行驶是因为以下原因。首先是坚韧的钢轨经受得起火车车身的重压,不会碎裂深陷,始终保持光滑平整。其次,火车轮子在钢轨上滚过时,阻力很小,一节满载货物和乘客的车厢,停在钢轨上,只要2个人就能推着它前进。火车行驶时克服的阻力小了,就节省了发动机产生动力的燃料,提高了铁路运输的运行效率。再有,列车巨大的重量可以通过钢轨传递给枕木、道砟,再分散到路基上,保护了铁道路基不会坍陷下沉。另外,万里铁道线不论延伸多远,左右两根钢轨之间的轨距都一样。这个轨距也就是火车左右两侧轮子之间的轮距,轮子的轮缘刚好紧紧压住工字型钢轨的顶面和内侧。火车开动后,机车拖着后面的车厢,顺着两条钢轨的方向前进,不会出轨翻车。
知识点:重压、阻力、路基、轨距
为什么铁轨不直接铺设在地面上
铁路的两根钢轨并不是直接铺设在地面上的,而是先把钢轨用道钉钉在枕木上,再把钉上钢轨的枕木架设在覆盖有无数小碎石和矿渣的路基上面。这样的铺设有个很大的优点,就是列车巨大的重量不会通过轮子集中落在轮子与路基接触的极小面积上,而是从轮子传到钢轨,再通过枕木、道砟传到路基上。由于承受重量的接触面一次比一次扩大,便把全部重量分散传播到了整个路基面上,路基受到的平均重量小了,就不会产生高低不平的沉陷。钢轨铺设在稳定平坦的路基上,保证了列车能平稳、高速地行驶。
将钢轨和枕木铺设在道砟上还有很多优点:枕木周围填塞了道砟,能防止枕木在列车通过时产生的剧烈震动而前后左右移位;其次,由于道砟并不限制它上面的枕木钢轨上下起伏,便使轨道有了一定程度的弹性,可以减轻列车行驶时的颠簸。另外,因为道砟垫高了轨道,颗粒状的道砟相互间的空隙很多,轨道的通风排水容易,不会积水,轨道下面就能经常保持干燥状态,对钢轨的抗腐防锈很有好处。
铁路用的枕木以前都是用粗大的原木加工处理后制成的。木质的枕木容易开裂腐蚀,经常要更换,以致要消耗大量优质木材,所以现在都改用预制钢筋水泥压模条取代,不仅坚固耐用,而且铺设方便。
知识点:面积、受重、颠簸
为什么直升机能停在空中
在天空中飞行的飞机,可以根据需要上升、下降或朝左、右转向,唯独不能停在空中不动。这是因为飞机必须向前飞,才能使机翼产生一种向上的升力,来克服地球对飞机的吸引力。如果飞机停下来不向前飞行,那么,机翼的升力立刻消失,飞机会从空中掉下来。
直升机是一种外形很特别的飞行器。它除机身有些像飞机外,并没有一对翅膀一样的机翼,只是在机身上面高高竖立了一副又长又宽的旋翼。就是依靠这个大风扇一样的旋翼,使直升机既能在空中飞行,也能随时地悬停在半空中。
驾驶员开动发动机后,旋翼随即高速旋转产生升力,将机身从地面上垂直抬升至空中。通过操纵旋翼的倾斜角度,直升机便能前进或转向;旋翼转得越快,产生的升力也越大,机身可以越升越高。只要把旋翼转速调节到使旋翼产生的升力恰好等于地球对机身的吸引力,这时直升机就悬停在空中了。
由于直升机具有这种特殊的本领,所以它的起飞着陆不需要正规的机场跑道,而且可以进行超低空飞行,用途十分广泛。
除了直升机之外,还有一种高速喷气式飞机也具备空中悬停的本领。这种飞机在起飞和着陆时,能把安装在机身两侧的喷气发动机喷口转为朝下方喷气。利用发动机喷出的高速气流产生的反作用力把飞机托起来。驾驶员控制喷气量的大小,飞机也能够悬停在半空中。
知识点:飞行器、升力、旋翼
为什么棉衣会给人温暖
冬季,天寒地冻,气温降低到零摄氏度以下。怕冷的人穿上厚厚的棉衣棉裤,浑身觉得暖和得多了。难道棉衣能产生温暖?不是的。你不妨去拿一支温度计,把它上面指示的当时温度记下来,然后把它严严实实地裹在棉衣里。几小时后,把它拿出来看,温度计上的水银柱一点儿也没有上升,还是呆在原来的位置。这说明棉衣一点也没有给温度计什么温暖。
只有自身能发出热量的东西如太阳、火、暖风机等才能将热量源源不断地传播开来。冬日人们晒太阳、烤火、开暖风机取暖,让这些热源给人们带来阵阵暖意。
棉衣不是热源,不可能发出热量。穿棉衣的人感到温暖,实际上是自己身体内产生的热量温暖了自己的身体。这是怎么说的呢?因为棉衣里填衬着棉花,蓬蓬松松的棉花纤维里充满着无数小空洞,空洞中有空气,而空气是一种非常优良的隔热体,它能阻止身体里发出来的热量跑到外面去,这样就保持住了身体的温暖,不觉得冷了。
除了棉花以外,其他如丝棉、羊毛绒、羽绒等也具有这种特性,用它们制成的衣服,甚至比棉花的保暖性更好。
知识点:热量、空洞、隔热体
为什么水落在油锅里会爆裂
炒菜熬油时,水落到热油锅里,会有爆裂声伴随着四溅的油花,让人躲闪不及。
水落到热油锅里爆裂,跟水和油的沸腾温度有关。水温上升到100℃时沸腾成为水蒸气,而油的沸腾温度在200℃以上。还有一个非常重要的原因,就是水比油重,所以水滴落到热油锅里后,立刻向锅底下沉。由于锅里的热油温度早已超过沸水温度,会使沉到锅底的水滴温度迅速升高沸腾变成水蒸气,体积膨胀1000多倍。水蒸气比油轻,所以要从锅底上升,通过油层表面散发出去。在上升过程中,水蒸气气泡不断推开包围住它的热油,直到突破油层表面后爆裂,发出噼里啪啦的响声。气泡爆裂时,将油层表面的油一起带了出去,这就是四溅的油花。
反过来,油滴落到热水锅里不会溅起水花的道理也清楚了:油比水轻,100℃的沸水温度,不能把浮在水面上的油煮沸,所以不可能使油爆裂溅起水花。
因此,熬油时,万一因炉火过旺,锅内的油迅速升温而着火燃烧时,千万不能用水浇。往油锅里浇水,水会全沉到油层底下,把锅内的油往上抬升,从油锅边上溢出锅外,着火的油在灶台上漫延开来,这时要扑灭它就麻烦了。正确的做法是立即用锅盖往着火的油锅上一盖,使油与空气隔绝,火便熄灭了,锅内的油照样还能炒菜。
知识点:沸腾、温度、蒸气、膨胀、爆裂
为什么手机没有电话线
移动电话俗称“手机”,它与普通电话最大的区别就是不需要连接电话线,可以带着它随便到什么地方,能与市内外,甚至与国外的电话用户通话。
实际上移动电话就是一台小型无线电收发信号机。按动机上的拨号键后,这个拨号信息就转换成无线电波传送到邻近一个区域中继站。中继站将该信号放大后再发送到移动电话交换总站进行鉴别处理。如果受话方是本地普通电话用户,交换总站就把这个电话号码信息传送给本地普通电信局交换机,接入本地普通电话线路,最后接通受话方的电话;如果受话方也是移动电话用户,移动电话交换总站就接通区域中继站另一个无线电信号通道,用另一个频率的无线电波发送给受话方的移动电话机;要是移动电话用户拨打的是国内或国际长途电话,那么移动电话交换总站就会把信号传送给本地的长途电信局再转发出去,同样能迅速接通国内外任何地方的电话用户。
每一个移动电话区域中继站的电波发送范围为30千米。把本地的中继站与其他城市或国家的移动电话中继站联网,就形成了跨市、跨省甚至全球联通的移动电话通迅网。
知识点:无线电波、中继站、通迅网、通道
为什么用吸管可以把饮料吸上来
当你用一根吸管喝饮料的时候,你有没有想过:为什么用嘴一吸,水就能沿着吸管跑到我们嘴里来?这主要依靠大气压力的帮助。
我们知道,地球的周围包着一层厚厚的空气,称为大气层。哪里有空气,哪里就要受到大气的压力。据测定,在地球的表面,每平方厘米的面积上,所受到的大气压力大约为10牛顿。
吸管插在杯子里,吸管的里面和外面都跟空气拉触,都受到大气的压力,而且内外受到的大气压力相等,这时,吸管内外的水保持在同一个水平面上。我们含着吸管一吸,吸管里的空气被我们吸掉了,吸管里没有了空气,作用在吸管内水面上的压力就比吸管外面上的压力小,这样,大气压力就会把饮料压进吸管,使吸管内的水面上升。我们不停地吸,饮料就源源不断地跑到嘴里来了。
知识点:大气压力、空气、饮料
为什么钢笔能够自动出水
当你用钢笔写字的时候,纸上立刻就现出字迹。你可曾想过:为什么当你写字的时候,钢笔里的墨水会源源不绝地跑出来,而你不写字的时候,墨水就不出来呢?
我们来做一个实验:将一根细玻璃管插入盛有水的玻璃杯里,水就很快地从细玻璃管中往上升,而且管子里的水面比玻璃杯内的水面还要高。这个现象叫做毛细现象。钢笔就是应用毛细原理加以设计的。它依靠笔身上一系列毛细槽和笔尖上的车缝,把笔胆里的墨水输送到笔尖。书写的时候,笔尖一碰到纸张,墨水就附着在纸上,在纸上留下了明显的字迹。
不写字时墨水为什么不流出来呢?让我们再做个小实验来说明这个问题。用一块硬纸片盖在装满水的玻璃杯上,按住纸片,并迅速地将玻璃杯和纸片一起倒转向下,再轻轻地放开按住纸片的手。只见硬纸片紧紧地吸在玻璃杯上,并托住了满满一杯水。是什么力量托住了硬纸片而使玻璃杯中的水不流出来呢?这就是大气压力的作用,正是大气压力托住了硬纸片和杯中的水。不写字的时候,钢笔里的墨水不流出的道理也是一样的。因为笔胆外面的大气压力比笔胆里的压力大,所以能够把墨水抵住不外流。
知识点:毛细现象、毛细槽、大气压力
为什么不倒翁不会倒
大家都有这样的经验:平放的砖头很稳定,把砖头竖立起来就容易翻倒;瓶子里装了半瓶水稳定,空瓶子或是装满水的瓶子就比较容易翻倒。从上面两个事例来看,要使一个物体稳定,不易翻倒,需要满足两个条件:第一,它的底面积要大;第二,它的重心要低。物体的重心可以认为是其所受重力的合力作用点。
对任何物体来说,如果它的底面积越大,重心越低,它就越稳,越不容易翻倒。例如:塔形建筑物总是下面大上面尖;装运货物时,总是把重的东西放在下面,轻的东西放在上面。
了解了这些知识,我们再来看看不倒翁。不倒翁的整个身体都很轻,只是在它的底部有一块较重的铅块或铁块,因此它的重心很低;另一方面,不倒翁的底面大而圆滑,容易摆动。当不倒翁向一边倾斜时,由于支点(不倒翁和桌面的接触点)发生变动,重心和支点就不在同一条铅垂线上,这时候,不倒翁在重力的作用下会绕支点摆动,直到恢复正常的位置。不倒翁倾斜的程度越大,重心离开支点的水平距离就越大,重力产生的摆动效果也越大,使它恢复到原位的趋势也就越显著,所以不倒翁是永远推不倒的。
像不倒翁这样,原来静止的物体在受到微小扰动后能自动恢复原位的平衡状态,在物理学上叫做稳定平衡。而像乒乓球、足球、篮球等球状物体,在受到外力后,可以在任何位置继续保持平衡,这种状态称为随遇平衡。处于随遇平衡的物体,重心和支点始终在同一条铅垂线上,而且重心的高度保持不变。横放在桌上的铅笔,就是一种随遇平衡,不管它滚到哪儿,重心的高度是不变的。
知识点:底面积、重心、稳定平衡
为什么在泥地上骑自行车很费力
在软软的泥地上骑自行车时,自行车的两个轮胎就像是漏了气似的,蹬起来特别吃力。这是什么缘故呢?
想想看,你在雪地里或是在泥沼地里走路时,不是也感到很难起步吗?这是因为脚踏在雪地里或泥沼地里的时候,人的体重就压在脚底那么大的一块面积上,这时候,脚对地面产生了一个较大的压强。因为雪或泥沼地的弹性系数和弹性限度都非常小,也就是说,在不太大的压强的作用下,就会发生较大的形变,而且不能自己恢复原来的形状,所以脚就陷进了软软的雪或泥里了。这样,当你再想起步时,就不得不把脚抬得比平时走路时高,因此就感到比较吃力。
在泥地里骑自行车也是这样,由于车轮对地的压强,使泥地被压出了一条深沟。这样,车要前进,首先必须要把自行车的轮子从沟里抬起来。而且泥地越软,车轮陷得越深,深沟对车轮前进的阻碍越大,使自行车前进所需要的推力也越大。所有这些因素都要求人对自行车的踏脚施加更大的作用力。因此,在泥地上骑自行车特别费力。
知识点:压强、弹性系数、形变、阻碍
为什么湿的手套和袜子不容易脱下来
每个人都有这样的经验:手套和袜子湿了以后就不容易脱下来。这是什么缘故呢?
手套和袜子在干的时候,织物本身比较松,同时它们对手和脚的附着力也很小,所以我们可以很方便地把它们脱下来。可是,手套和袜子湿了以后,由于水的表面张力使织物绷紧了,同时,水对手套、袜子和手、脚又都有一定的附着力,就像胶水似的把它们“粘”了起来,所以就不容易脱下来。
刚洗过的脚不容易穿上袜子,也是这个道理。因为刚洗过的脚,皮肤上还附着很多不易觉察的小水珠,它会“抓”住袜子,不让袜子穿上去。
知识点:附着力、表面张力
为什么风筝能飞上蓝天
在风和日丽的时候,许多人都喜欢到郊外或公园去放风筝。当五彩缤纷、造型各异的风筝在蓝天上翱翔,人与大自然融为一体时,对放风筝和看风筝的人来说,这一切都是一种美的享受。
那么,风筝为什么能飞上蓝天呢?如果你留心观察就会发现,风筝总是迎风而飞,而且风筝的“身体”总是斜向下的,这就是风筝能飞上天的关键。首先,风筝总是迎着风飞,风吹在风筝上,就会对风筝产生一个压力,而且这个压力垂直于风筝的面。因为风筝的面是斜向下的,所以迎面吹来的风对它的压力是斜向上的。风筝的重量很轻,空气的这种向上的压力足以把风筝送上蓝天。在风很小的时候,放风筝的人常常牵着风筝线迎风奔跑,或站在原地不断地拉动风筝线,利用勒线来调整风筝面向下倾斜的角度,这都是为了增大空气对风筝的向上压力,使风筝飞得更高。
风筝有大有小,形状也是各种各样的,它的下边往往还加了一些纸条或穗做成的尾巴。从物理学角度来说,这是为了使风筝的重心向下移,可以提高风筝的平衡性能,使它飞得更加平稳些。
知识点:迎风、斜向、压力、重心、平衡
为什么自来水管有时会发出隆隆响声
当你用完自来水突然关上水龙头,有时会听到水管里发出隆隆的响声,这响声究竟是怎么一回事呢?
我们知道,自来水是在自来水厂经加压(或水塔)送入到各家各户的。由于水很难被压缩,经加压后的水在水管里流动时具有很大的冲击力,水压越大,冲击力也越大。当你突然将水龙头关闭,正在流动的水流就会因撞上水龙头里的阀门,而受到阀门的反作用力,使水流向回流动,同时在阀门附近产生局部真空区域,因该区域压强远小于水管里的压强,水又流了回来,这样,水流在水管里来回冲击。如果冲击得猛烈,水管本身又没能很牢固地固定在墙上,就会使水管发生振动,发出隆隆的响声。水压越是高的区域,发生此类情形的可能性就越大。
为了避免水管产生振动和响声,在安装水管时,一定要将水管牢牢地固定在墙上。如果你在使用自来水时,遇到了这种情况,可将自来水龙头重新拧开,然后再慢慢地将水龙头关紧。
知识点:自来水、振动、水压
为什么笛子能吹奏乐曲
口琴、小提琴、钢琴等乐器,能奏出各种乐曲,我们不感到奇怪,因为口琴里有簧片,小提琴有琴弦,钢琴里有粗细不同的钢丝,正是簧片、琴弦、钢丝等物体的振动,产生了各种声音,奏出了好听的乐曲。
一根竹管做的笛子,里面什么东西也没有,仅在竹管上开了几个洞,怎么也能吹出乐曲来呢?
声音是由物体振动引起的。簧片、琴弦或钢丝振动了能发出声音,同样的道理,液体和气体发生激烈振动时,也会发出声音。
笛子里面虽然是空空的,可是它里面有一条看不见的空气柱,当它受到外力激扰的时候,就会按一定的频率振动而发出声音。空气柱越长,频率就越低,发出声音的音调就低;空气柱越短,频率就越高,发出声音的音调也就越高。当你把嘴唇放在吹口上,吹出一条又扁又窄的气流去激扰笛子里面的空气柱时,笛子就发出声音了。如果将六个按孔统统按住,笛子里面就形成一条最长的空气柱,发出的声音音调最低;如果你依次将离吹口由远及近的按孔放开,空气柱就一次比一次短,发出的声音也就一声比一声高。吹奏笛子的人根据乐曲的需要,放开或按住不同的按孔,使空气柱忽长忽短,吹奏出好听的乐曲。
演奏者还可以用“超吹”的吹奏法,即增加吹压,可以吹出比原音高八度的声音。例如,吹do音,指法不变,运用超吹的吹奏法,可以吹出高音的do。所以,笛子虽然只有六个按孔,但是在技艺高超的演奏者手里,却可以吹奏出各种美妙动听的乐曲来!
知识点:振动、乐曲、空气、音调
夏天为什么自行车容易爆胎
夏天,自行车在马路上疾行的时候,忽然“啪”的一声,车胎爆裂了。这对骑车人来说是很麻烦的,他必须把自行车推到自行车修理站去修补一番。如果这位骑车人知道空气受热膨胀的道理,他就能设法避免这样的事故发生。
夏天,不但空气很热,就是地面也被太阳烤得很热。车胎里的空气受热膨胀后,不断地冲击着车胎,想跑出来。如果恰巧碰到这个车胎里的空气打得太足,或者车胎上有薄弱的地方,那么它就会一涌而出,把车胎挤破。
夏天的早晨和中午,室内和室外的温度相差很大。你早上在家把车胎里的气打足了,骑到马路上一跑,车胎里的气受热膨胀了,便急得要找条路跑出来,最后只得把车胎挤破了。
所以,在炎热的夏天,你千万不要把车胎里的气打得过足。
知识点:自行车、车胎、膨胀
为什么饺子煮熟以后会浮起来
北方人爱吃的饺子和南方人偏爱的馄饨,都是人们用薄薄的皮子把馅儿紧紧包住捏实以后制成的。生饺子下锅以后,都沉在锅底。然而,煮熟以后,饺子又会一个一个地浮到水面上来,这是为什么呢?
原来,生饺子比较密实,密度比水大,放在水里自然会沉下去。而随着水温的升高,馅儿和皮儿吸饱了热水以后会渐渐膨胀起来,体积也随之增大。特别是馅儿的空气膨胀程度更大,于是熟饺子的整个体积会变得比生饺子大很多。等到饺子充分膨胀,它的密度变得比水小的时候,饺子就开始上浮。有烹调经验的人,只要打开锅盖看一下饺子是否都浮起来了,就可以知道饺子的生熟程度。
知识点:饺子、密度、膨胀
为什么粥烧开了会溢出来
一锅水烧开了,水蒸气“咕嘟、咕嘟”往外冒,可水并没有溢出来,而一锅粥烧开后,就会溢出锅外。这是什么原因呢?
当锅里水温达到沸点的时候,水就会沸腾,产生水蒸气。一开始,水蒸气会在水里形成小气泡,随着水蒸气的迅速增多,气泡越来越多,越来越大,并上升到水面破掉,就把水蒸气带出了水面,而不会在水中积聚起来。所以,水煮开了,不容易溢出来。
而烧粥就不大一样了。米粒的主要成分是淀粉,当米和水放在一起烧的时候,米粒的淀粉会溶于水中,变成热的淀粉糊,这种液体的黏度和表面张力都比水大。因此,当锅里的粥烧开了,水蒸气跑出来形成气泡的时候,气泡外面就包了一层这种淀粉膜,淀粉膜黏糊糊的,具有较大的表面张力,不容易破掉。随着水蒸气的增多,水泡也越聚越多,越升越高,当它们升到锅的边缘时,就溢出锅外了。
知识点:水蒸气、表面张力、黏度
为什么煮熟的鸡蛋浸过冷水后蛋壳容易剥掉
鸡蛋是由硬的蛋壳和软的蛋白、蛋黄构成的。在通常情况下,鸡蛋煮熟以后,蛋白和蛋壳粘在一起,不易分离开来。但是,人们常常先把鸡蛋煮熟,然后立刻浸入冷水,再剥去蛋壳就方便多了。这是什么原因呢?
原来,除了少数几种物质以外,一般的物体都具有热胀冷缩的特性。不同的物质材料,热胀冷缩的程度是不同的。在温度剧烈变化时,蛋壳和蛋白的热胀冷缩步调很不一致。在高温烧煮时,蛋壳受热快,蛋白传热慢,因此蛋壳膨胀的程度相对大一些。一旦浸入冷水时,蛋壳又急剧受冷而收缩,蛋白还处在原来的温度而没有来得及收缩,这时候,有一部分蛋白就会被蛋壳挤进蛋的空头处。当蛋白因温度降低而收缩时,因为体积的缩小而使蛋白脱离了与蛋壳的粘连,从而使蛋壳很容易地被剥掉了。
知识点:鸡蛋、热胀冷缩、物质
为什么冬天从嘴里呼出的气是白色的
运动员经过剧烈的奔跑和跳跃以后,常常会大口大口地呼气。你注意过吗?他们呼出的气是白色的,这种现象在冬天的室外格外明显。空气本来是无色透明的,为什么他们呼出的气却是白色的呢?
我们周围的空气由多种气体混合而成,其中主要有氧气和氮气。此外,由于地面上有大量的江河湖泊,这些水源中的水分经过蒸发变成水蒸气以后,也充塞在空气中。我们有时会感到空气十分潮湿,就是因为空气中水蒸气的成分太多的缘故。水能变成水蒸气进入空气,那么空气中的水蒸气能不能重新凝结为水滴呢?让我们做一次小观察来回答这个问题。在严寒的冬天,我们紧闭房间的门窗并在屋子里取暖。不一会儿,我们就会发现玻璃窗上布满了小水珠。这些小水珠就是房间里空气中的水蒸气,遇到冰冷的玻璃窗后凝结而成的。
从我们嘴里呼出的气体中,有不少是水蒸气。当这些气体带着差不多等于人体体温的温度进入周围空气时,其中的水蒸气遇到较冷的外界环境就会凝结成许多细小水滴而呈白色云雾状。外界温度越低,凝结的小水滴越多,白色雾状就越明显。夏天的时候,我们也能观察到类似的现象。不过,呼出的气体不是出自人们的口中,而是来自沸腾的水壶。当水烧开时,水壶中就会喷出大量水蒸气。这些水蒸气的温度在100℃左右,它们一旦进入室温下的外界环境也会凝结成细小水滴而呈白色的云雾状。如果一时疏忽,人们忘记关闭热源,那么整壶水产生的水蒸气就会充满房间,使房间犹如被白色的大雾笼罩一般。
知识点:蒸发、水蒸气、凝结
为什么玻璃窗上会结出漂亮的冰花
数九寒冬,早晨起床一看玻璃窗,呀!上面结满了漂亮的冰花,有的像兰花,有的像马尾松,晶莹透明。是谁在玻璃上描绘了这么多美丽的图画呢?
除了大自然,还有谁呢?这是严寒用冰描画出来的。
冰嘛,我们谁都看到过。结在水面的冰是一大片一大片的,那是因为水分子比较密,大量的水在结冰的时候,冰晶都互相缠结起来了;而雪花呈六角形,因为水蒸气分子比较疏,凝结时,又没有受到外界不均衡的压力,冰晶以它自有的角度构成了它的外形。其实,大块冰,它的冰晶也是六角形的,因为彼此纠缠着,我们看不出罢了。
玻璃窗上的冰花,原来也是六角形,当最初的冰晶凝成以后,就逐渐向四周发展,这时候情况就复杂起来了。有的时候风力大,有的时候风力小;而且玻璃有的光滑、有的毛糙,有的玻璃上积有污垢、有的一尘不染。这样,水蒸气蒙上去的时候,就不均匀了,有的地方水蒸气积得多些,有的地方积得少些。当冰晶向四周延伸的时候,遇到水蒸气积聚多的地方,冰就结得厚些;遇到水蒸气积聚少的地方,冰就结得薄些。在冰结得特别薄的地方,遇到一点点热或压力,又会立即融化,因此形成了各式各样的花纹。这就跟画画差不多,颜料用得多些,画上的颜色就浓些;颜料用得少些,画上的颜色就淡些;不着颜料的地方,就是画纸原来的颜色。
知识点:冰、雪花、凝结
为什么飞机后面会拖着一条白烟尾巴
听到头顶传来隆隆的飞机声,抬头望去,往往可以看到:飞机已经从头顶上掠过,后面却拖着一条白烟似的长长的尾巴,这条“白烟尾巴”会渐渐地扩散、变淡,最后消失。
也许你会想:这条尾巴大概是飞机燃料燃烧时产生的烟吧,就像汽车所排放的废气一样。其实,这条尾巴与其说是烟,不如说是云更为恰当,因为它和云更为相似。
我们知道,云里面有许许多多小水滴和小冰晶,它们是由空气中的水蒸气凝结而成的。形成云需要两个条件:首先要有足够的水蒸气,并且达到了饱和蒸汽压;其次还要有充当凝结核心的尘埃和带电粒子。这样,达到了饱和蒸汽压的水蒸气,就会在凝结核心周围凝结起来,形成小水滴或小冰晶。小水滴和小冰晶紧紧地抱在一起,就是一大片云。
知道了云是怎样形成的,我们再来仔细研究一番飞机的“白烟尾巴”。飞机向前飞的时候,机身原来所占的空间,需要由周围空气来填补。可是,飞机飞得实在太快了,能超过声音的速度,而空气又是热的不良导体,周围空气填补过来的过程,相当于一个绝热膨胀过程,空气的温度会一下子降低。在高空中,本来就有很多水蒸气,温度一降低,饱和蒸汽压也跟着降低,周围的水蒸气就达到了饱和蒸汽压,满足了形成云的第一个条件。另外,飞机燃料燃烧的确会排放出一些烟尘,这正好可以充当凝结核心。于是,飞机后面的水蒸气在这些尘粒的周围,迅速凝结起来,形成许多小水滴和小冰晶,这就是我们看到的飞机后面长长的尾巴。
你可能会问,云可以在空中飘浮很长一段时间,而飞机尾巴后面的“云”怎么很快就消散了呢?首先两者的体积不同,一朵云的直径至少有几十千米,云也会渐渐消散,但等到它完全消散需要一段时间。而飞机后面产生的云毕竟要小得多,所以很容易就消散了。还有一个很重要的原因,就是飞机后面的云是在飞机飞过的一刹那,由于空气温度降低,饱和蒸汽压下降,水蒸气才达到饱和蒸汽压。随着空气温度慢慢回升,水蒸气达不到饱和蒸汽压,小水滴和小冰晶又会逐渐蒸发成水蒸气,消失得无影无踪。
知识点:飞机、云、凝结、饱和蒸汽压、绝热膨胀
为什么脱毛衣时会听到噼啪声
晚上脱毛衣时,有时会听到“噼啪”声,如果熄了灯,你还能看到一闪一闪的电火花哩!这是怎么回事呢?
你也许不会想到,在你身上刚刚经历过数百次的“电闪雷鸣”!这可不是危言耸听。美国物理学家富兰克林早在1752年就用他著名的风筝实验,证明了雷电就是自然界中的放电现象。当然,雷电的放电规模很大,而你身上所经历的只不过是放电规模很小很小的“微型雷电”,所以你会全然没有感觉到。可是,身上怎么带起电了呢?
我们知道,物质都是由原子组成的,原子里面包含有若干电子,电子带有负电荷,原子核带有正电荷,当正、负电荷相等时,物质对外并不表现电性。如果我们用毛皮摩擦橡胶棒、用丝绸摩擦玻璃棒,这些原来不带电的物体就会带上电。这一过程就是摩擦起电,摩擦产生的电不会流动,称为静电。生活中摩擦起电的例子很多,比如当天气干燥时,用尼龙或硬橡胶梳子梳理干净的头发后,就有一些电子从头发跑到梳子上去,使头发带上正电,梳子带上负电。把梳子放在头发旁,头发会被梳子轻轻吸起来。
我们身穿毛衣,整天不停地活动,使得毛衣与衬衫之间、衬衫与皮肤之间不停地摩擦,使衣服和我们的身体带上电荷。到了晚上脱毛衣时,一些正电荷和负电荷会发生中和,产生放电现象。于是,我们就会听到“噼啪”声,看到一闪一闪的电火花。这种电火花就是静电。
虽然身上所带静电放电时产生的电流小,对我们人体没什么伤害,但它却可能引起其他严重的后果。放电产生的电火花会点燃汽油引起爆炸,因此油库工作人员应避免穿尼龙或涤沦衣物。另外,运送汽油的液罐车都拖着一条铁链“尾巴”,这条“尾巴”的用途就是把车上积累的静电及时地传到地面上去。
静电也有可以利用的一方面。静电复印和激光打印就是用光学方法先形成一个静电潜像,靠静电的吸引力吸住墨粉,然后,像盖图章似的将墨粉转移到复印纸上,再加热使墨粉牢固地停留在纸上。
知识点:摩擦起电、放电、静电、雷电
为什么鸟儿停在电线上不会触电
如果人站在地面上接触到带电的高压线,会发生触电的危险。可奇怪的是,一些鸟悠闲地停在裸露的高压电线上,叽喳了一阵子之后又安全地飞走了。为什么鸟儿不会触电呢?
这并不是鸟儿有什么特殊的本领,你看,它们都是停在一根电线上。它们的身体只接触到一根电线,没有构成电路,也就没有电流从它们体内流过,所以不会触电。如果我们站在地上,而身体接触了电线里的火线,就等于接通了电路,电流就从我们的身体流向大地,于是就发生了触电。如果我们穿着绝缘性很可靠的胶鞋,站在绝缘的木凳上,即使用手触摸到火线,也不会触电。这时,你就像停在电线上的小鸟一样。一些有经验的电工,能够进行带电操作,就是掌握了这个原理。
既然没有电流流过,电压再高也不会触电,那么,为什么在高压线附近会有危险呢?
那是因为当人走近高压线时,站在地面上的人体受高压感应,如果距离太近,人体和高压线之间的空气层就有可能被击穿。本来空气是很好的绝缘体,被击穿后就变成了导体,于是巨大的电流就会流过人体,造成触电。因此,千万不要接近高压线!
知识点:触电、电流、高压电、绝缘体、导体
为什么大海是蓝色的,而海里的浪花却是白色的
坐在海边,凝望着蓝色的大海。大海卷起千层浪花,多么壮观啊!可是,为什么碧蓝的大海中卷起的浪花却是白色的呢?
捧起海水看一看,海水既不是蓝色的,也不是白色的,海水就像自来水一样,是无色透明的。是谁给大海和浪花涂上了颜色呢?是阳光。
太阳光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的光组成的。当太阳光照射到大海上,红光、橙光这些波长较长的光,能绕过一切阻碍,勇往直前。它们在前进的过程中,不断被海水和海里的生物所吸收。而像蓝光、紫光这些波长较短的光,虽然也有一部分被海水和海藻等吸收,但是大部分一遇到海水的阻碍就纷纷散射到周围去了,或者干脆被反射回来了。我们看到的就是这部分被散射或被反射出来的光。海水越深,被散射和反射的蓝光就越多,所以,大海看上去总是碧蓝碧蓝的。
那么,浪花为什么是白色的呢?
你看,玻璃杯都是无色透明的,打碎以后的一片片玻璃还是透明的,但是,当我们把它们扫在一起的时候,却变成白晶晶的一堆了。而且,玻璃打得越碎,堆起来的颜色越白,如果玻璃碎成了玻璃末,那看上去简直就像一堆雪花。这是什么缘故呢?原来,玻璃能够透过光线反射光线,碎裂后的玻璃形成了许多不规则的角度,加上层层堆叠,光照射过去时,除了发生反射外,又发生了多次折射,而光线在经过了许许多多的屈折以后,从各个不同的方向漫射或折射出来。我们的眼睛碰到了这种光线,就觉得是一片白色。
浪花正像打碎了的玻璃末,它也使光线作了一次次的变幻,所以看上去是白色的。
知识点:光的反射、光的折射、光的全反射、海水、浪花、雪
为什么用遥控器能对一些家用电器进行遥控
如今,家用电器正在走向智能化和遥控化。遥控技术越来越多地应用于家用电器,控制电源开关是遥控技术在家用电器中最广泛的应用。
家用电器的遥控开关,可以用声波、超声波、无线电波和红外线来控制,应用最多的是红外线遥控。
红外线是一种肉眼看不到的电磁波,波长在无线电波与可见光波之间,约为0.75—1000微米。
红外线遥控开关由红外线发射器和接收器两部分组成。发射器就是我们拿在手里的遥控器,遥控器里主要包括调制器和红外线发射管,可以对10米范围以内的家用电器遥控。红外线发射管能发射出一定波长的红外线,调制器能把控制开关的低频控制信号“载”在红外线上。所以,从红外线发射器发射出来的红外线,就包含了控制信号。
红外线遥控开关的接收器则安装在家用电器的正面面板上,它里面有接收管、抗干扰电路、解调器、开关控制器等。接收管是一种硅光敏三极管,通过光电效应,能将照射在它上面的红外线转变成电信号。抗干扰电路能鉴别和排除周围环境中的红外线干扰信号。解调器能将“载”在红外线上的低频控制信号“卸”下来,送入开关控制器,使电源开关接通或断开。
红外线好比是飞机,低频控制信号好比是乘客。红外线起到将控制信号从发射器运送到接收器的作用,好比飞机将乘客从甲地载到了乙地。真正起控制作用的,还是红外线上“载”着的低频控制信号,红外线不过是载运控制信号的工具而已。
遥控开关不仅能用来控制电源开关,也常用来控制电视机选择频道、音量的大小、电风扇调速、空调器的温度等。
知识点:遥控器、红外线、调制器、解调器
为什么云掉不下来
白天,地面全被太阳晒热了,大江以及小河、湖泊、海洋里的水,有一些变成水蒸气,水蒸气升到空中,就会碰到冷空气,从而变成小水点,很多的小水点聚到一起,就变成云了。
这些小水点,仿佛很多挂在空中的小皮球,地球也要把它们拉下来。但是,地面上的热空气及水汽不停升上去,仿佛有一只手把它们托住了,云就浮在空中,因此不会掉下来了。
知识点:水蒸气、热空气、水流
苹果熟了为什么不能飞上天去,而只会落到地上
人们发现,秋天苹果熟透了的时候,有的会自动掉在地上。其他果实也是这样,当它们掉落时,不会飞到天上去。即使你把它抛上天空,不论用多大的力气,把它抛得有多高,最终它总要落回到地面。你想过这是为什么吗?
原来,这是地球的引力在起作用。
传说大科学家牛顿小的时候,躺在苹果树下午睡,一个苹果落下来,正好打在牛顿头上,触发了他的灵感:
为什么苹果只能落在地上,而不会飞上天去?由一件小事引发的疑问,促使他最后提出了万有引力定律这样一个普适性科学原理。
万有引力定律说明,宇宙中各种事物之间都存在着互相吸引的力。地球对它周围的物体也存在着吸引力,力的方向指向地心,故称地心引力。地球上各种物体的重力,就是由地心引力造成的,所以地心引力又称重力。正是在重力的作用下,苹果等物体不能飞上天去,只能落到地上。
实际上,苹果对地球也有引力,而且根据作用力与反作用力相等的道理,苹果的引力与地球的引力大小是相等的。那么,为什么是苹果落向地球,而不是地球落向苹果呢?这是因为地球的质量远比苹果的质量大得多,所以保持运动状态的能力也就比苹果大。其实地球也会向苹果移动,但移动的距离微乎其微,可忽略不计。因此在人们看来是苹果落向地球而不是相反。
知识点:地球引力、地心、作用力
为什么体操运动员在比赛和训练时要在手掌上擦一些粉
体操运动员在上器械(如单杠、双杠、高低杠等)表演以前,总要把手伸进一个装满白色粉末的盆里,往手里擦上一些白粉,你知道这白粉是什么吗?这样做的原因又是什么呢?
单杠、双杠、高低杠等器械的杠子抓起来比较滑,这是由于杠子表面做得很光滑,光滑的表面摩擦力较小,便于运动员做动作。摩擦现象存在于日常生活的方方面面,它是相互接触的物体在接触面上发生阻碍相对运动的现象。摩擦具有双重作用,一方面它阻碍物体间相互移动,造成物体的磨损,多消耗能量;另一方面,假如没有摩擦,我们会寸步难行,甚至无法握住东西。
由于杠子表面光滑,手掌与杠子间的摩擦太小,手容易滑离杠子,使动作失败甚至出现危险。为防止运动员在做动作时滑下杠子,就需要增大手掌与杠子的摩擦力。运动员擦的白粉就是起增大摩擦力的作用的,所以运动员表演之前或多次运动的间歇都要在手上擦一些白粉。这种白粉是碳酸镁粉,它一方面能增大摩擦力,另一方面能够减少手掌出汗引起的麻烦。
举重运动员在抓杠铃前擦的也是碳酸镁粉,同样是为了防止手滑脱杠铃。
知识点:光滑、白粉、摩擦力、碳酸镁粉
为什么乘客在飞机降落时要嚼口香糖
有一位乘客是第一次乘坐飞机。飞机着陆前,空中小姐给每位乘客发放口香糖,说是要避免着陆时耳膜胀裂。着陆后,那个头一次乘坐飞机的乘客对空中小姐说:“对不起,你能告诉我怎样将耳中的口香糖取出来吗?”空中小姐奇怪地问:“口香糖为什么会进到你的耳朵里呢?”乘客回答:“你不是说口香糖可以防止耳膜胀裂吗?”空中小姐听后啼笑皆非:“我是让乘客们嚼口香糖,并不是让你把口香糖贴在耳膜上啊!”
笑话讲完了,可是嚼口香糖真的可以防止耳膜胀裂吗?
让我们首先搞清楚在飞机着陆时耳膜为什么有可能胀裂。人耳分为外、中、内耳三部分。外耳和中耳通过它们之间的一层不足1/10毫米厚的薄膜相隔,这就是鼓膜,至于真正能感受声音的,则是内耳和听觉神经。当声波传来时,鼓膜最先受到震动,接着震动就由鼓膜传给中耳,最后传入内耳。
在飞机起飞或降落时,因为有竖直方向的加速度,舱内的气体由于惯性作用相对飞机会向下或向上运动。飞机起飞时,机舱内的气体相对飞机向下部沉降,这时,机舱底部的压强将增大,上部的压强将减小。同样,飞机着陆时,相对飞机气体向上部涌去,这时,机舱顶部的压强会增大,而下部的压强将减小。
在飞机加速起飞和着陆过程中,鼓膜的外表受外部气压的作用,而这一压强是变化的。
如果人闭紧嘴巴,那么,闭合的咽喉、声门到口腔、鼓膜间形成了一个封闭系统,其压强不能随外部气压迅速变化。起飞时,外部压强大于内部压强,鼓膜就要向内凹入;反之,着陆时外部压强小于内部压强,鼓膜就会向外凸出。这样,耳朵都会有鼓胀感。当鼓膜受到的张力超过鼓膜所能承受的极限时,鼓膜就会破裂。因此乘机时嚼口香糖可以缓解压强,防止耳膜胀裂。
知识点:耳膜、外耳、中耳、内耳、听觉神经、压强
高空走索的表演者为什么会拿着一根长长的竹竿
高空走索是一项非常惊险又极具观赏价值的表演项目,20世纪90年代,加拿大高空走索表演者科克伦在我国三峡地区首次高空走索跨过了长江。维吾尔族达瓦兹(维语:高空走索)艺术世家的传人阿迪力在缺乏资金和没有媒体关注的不利情况下,以大大少于科克伦的时间再次走索跨过了长江。阿迪力一家还多次在全国民运会和各种节庆活动中表演了达瓦兹,赢得了观众们的喝彩和敬佩。
观看高空走索,观众们看到表演者在很细的绳索或钢丝上如履平地,还能轻灵敏捷地做出各种惊险优美的动作,会紧张得透不过气来,但表演者不用保险绳的保护却不会从绳索上摔下来,这是为什么呢?而且,表演者还要拿着一根长长的竹竿或长棍子,这根长竿难道不会妨碍他做动作吗?
与人们的想象相反,表演者手里拿的长竿,不仅不会妨碍表演者做动作,恰恰是使他保持平衡、不易从绳索上掉下来的关键。
我们知道,不论什么物体,要保持平衡,物体的重力作用线(通过重心的竖直线)必须通过支面(物体与支持着它的物体的接触面)。如果重力作用线不通过支面,物体就会倒下。
根据物体平衡的条件,要求高空走索演员,要始终使自己身体的重力作用线通过支面——悬空的绳索。由于绳索很细,对人的支撑面极小,一般人很难让身体的重力作用线恰巧落在绳索上,随时有从绳索上掉下的危险。手中的长竿可以左右摆动,以调节身体的重心,将身体的重力作用线调整到绳索上,使身体重新恢复平衡。我们有这样的经验,当身体摇晃即将倒下时,我们会下意识地摆动双臂,使身体重新站稳,这是我们依靠摆动双臂来调整身体的重心。杂技演员走钢丝时,也会通过摆动手臂的方法保持平衡。同样道理,高空走索表演者手里拿的长竿,实际充当了延长手臂的作用,可以有效地帮助表演者在空中保持平衡。
知识点:惊险、平衡、重心
为什么医生可以使用听诊器诊断病人患了什么病
人们得了病去医院看病时,医生会用挂在脖子上的听诊器贴在你的胸前背后,仔细地听着什么。他到底能听到什么呢?
观察一下,会发现听诊器贴在你身体上的部分是一个圆形的蒙着金属薄膜的小圆盒,它连在一段空心橡胶管上,靠近医生两耳的部分是两条金属腿。听诊器为什么要用这样的材料制成呢?
原来,人在得病时,身体各部分会产生某些变化,比如肺里有杂音,或心脏跳动不规律,有时候胸腔或腹腔还会有积水。通过听诊,可以听到这些身体中的变化。
最初医生是通过将耳朵贴在病人身体上的办法来听诊的,但这样做既不卫生效果也不十分理想。后来,人们发明了听诊器解决了这个问题。
关于听诊器发明的一个传说是这样的:一个医生偶然在公园里看到两个孩子用一段树枝贴在长椅上仿佛听着什么,医生好奇地模仿着孩子们的动作,令他十分惊异的是:声音比平时听起来要响得多,而且清楚得多。于是他用空心木管做了一只听诊器。后来,人们改用金属来做听诊器,听诊器逐渐变成了我们现在所熟知的样子。
为什么听诊器要用金属制成呢?我们已经知道,声音在固体中传递的能力比在空气中强,所以利用金属可以更清楚地听到身体内部发出的声音,并根据声音的不同判断出身体里出现的毛病。
同样道理,工厂里经验丰富的工人师傅把螺丝刀放在运行的机器上,将耳朵贴在螺丝刀上仔细听,也可以通过机器发出的声音判断机器是否正常。
知识点:杂音、声音、变化、金属
为什么录音机里自己的声音听起来感到陌生
将你说话的声音录下来,然后用录音机放出来,你会感到那声音听起来非常陌生,好像不是自己的声音。这是为什么呢?
这是因为平时我们听到的自己的声音,与录音机里放出的自己的声音,两者传递声波的方式不同。我们听外界的声音是通过耳朵感受的,空气的振动由耳膜传给听觉神经;而自己讲话的声音,主要是声带的振动通过颅骨传给听觉神经的。这样,两者的音色不同,引起的感觉也就不同。平时,我们没有机会听到只通过空气传给耳朵的自己的声音,而录音磁带录下的就是通过空气传递的声音,所以在用录音机放自己的声音时,会有陌生的感觉,但旁人平时就是听的与录音相同的声音,所以不会有异样的感觉。
知识点:声波、耳膜、听觉神经、音色
为什么不能用啤酒杯喝开水
用来喝啤酒的大口玻璃杯,杯身厚实,倒入啤酒后,黄色的啤酒与透明的杯子相映生辉,煞是好看。喝酒时鼻子紧贴杯口,可以嗅到啤酒花的清香。但你用它来喝开水,结果就会发生意想不到的事情——啤酒杯炸裂了。为什么普通的薄玻璃杯不易炸裂,而厚厚的啤酒杯却会炸裂呢?
实际上,问题正出在啤酒杯厚厚的杯壁上。因为玻璃是热的不良导体,若往杯里倒开水,则杯子的内壁受热即刻膨胀,而壁较厚的杯子,热量一下子不能传到外壁,外壁一时还未膨胀,这时,由于应力的作用,杯子便会炸裂;而薄的玻璃杯,倒人开水后,热量几乎同时传递到玻璃杯的外壁,使内外壁温度很快达到平衡而同时膨胀,应力小,就不易炸裂。所以,我们不能用啤酒杯或罐头瓶来喝开水,它们很容易炸裂。同时,我们在商店挑选玻璃杯时,也应注意挑选那些杯壁和杯底较薄的杯子,它们相对于较厚的杯子来讲,比较不易炸裂。
当然,即使是较薄的杯子,由于各部分受热不均匀或内部结构缺陷,也有炸裂的可能,特别是在寒冷的冬天。为了避免这种事故的发生,可以采用以下的办法:在杯子中放入一把金属汤匙,倒入开水时,会把一部分热量传给金属汤匙,使开水的温度降低,这样就可以使杯子里受热不均匀的情况得到缓和;也可以先在杯中倒入少许热水,并倾斜杯子使水在杯子里晃一晃,这样可以使杯子预热,再倒入大量沸水时,由于杯子各处已均匀受热,所以就不会炸裂了。
知识点:炸裂、杯壁、导体、结构
为什么冬天会感觉铁比木头冷
我们都会有这样的经验,冬天,我们用手去摸铁和木头,会感觉到铁制物品比木制物品冷得多。为什么会产生这样的感觉呢?你可能会说:因为它们的温度不同嘛!
果真如此吗?让我们用温度计来测量一下铁制物品和木制物品的温度,温度计的读数告诉我们,二者的温度完全相同。
原来,这是因为铁传热比木头要快得多。物体传热能力高低与这种物质的导热系数有关,导热系数高的物质传热快,导热系数低的物质传热慢。铁比木头的导热系数高,也就是说,铁传热的速度要比木头传热速度快得多。
冬天,我们摸着铁制物品时,由于铁的传热能力强,我们手上的热量很快就传到铁制物品上了;而摸着木制物品时,由于木头的传热能力差,手上的热量传走得慢。所以,我们会感觉铁比木头冷得多。
原来,我们感觉到铁比木头冷得多,是由于手上的热量传递到铁上更快的缘故,并不是因为铁和木头的温度不一样。
也正是由于导热能力的不同,在夏天情况刚好与冬天相反,当周围温度比人体温高时,因为铁传热快,铁制物品的温度很快会传导到手上,所以在夏天时会感觉铁比木头热得多。
知识点:温度、传热、导热系数
哈哈镜为什么会使人变形
哈哈镜跟我们日常用的镜子不同。我们通常用的镜子,镜面很平,照在镜子里的像不会变形,大小比例也不会变。但是照哈哈镜就不同了,镜子里的我们会变成又高又瘦或又矮又胖等各种各样奇异的图像,非常可笑。人们见到自己变成这个模样,都会忍不住地哈哈大笑,由此,人们将这种镜子叫做哈哈镜。
哈哈镜的镜面不是平面的而是曲面的,有的哈哈镜的镜面还是波浪形的,有的商场里的又高又粗的柱面镜也可以看做是一种哈哈镜。
当我们站在商场中的这种柱面镜前,会看到自己变得又高又瘦。那么这种图像是怎样形成的呢?我们可以试想一下,通过镜面上任意一点,作两个互相垂直的截面。一个截面通过圆柱轴线,是竖直的;另一个截面是水平方向的。这样,前一个截面在镜面上得到一条垂线,后一个截面在镜面上得到一个圆。
这样,在镜子的垂直方向的成像规律相当于一个平面镜,而在水平方向上的相当于一个球面凸镜。平面镜能形成一个等大正立的虚像,凸镜则能形成一个正立的缩小的虚像。这样,在镜子里你的像,身体宽度缩小了,但高度没有变,就好像被挤瘦了。
其他的哈哈镜,都可以认为它们的镜面是柱面的一部分。如放倒的柱形柱面镜,我们看到的像正好与前面的相反,是又矮又胖。道理与刚才的一样,只不过水平方向相当于平面镜,而竖直方向相当于球面凸镜的成像规律。
照那种曲面的哈哈镜时,凸出来的部分相当凸面镜,照出来的像是正立缩小的。凹下去的部分相当凹面镜,人站得较近的时候,照出来的像是正立放大的;若离得较远时,是倒立缩小的。在哈哈镜上,人像的正常比例受到破坏,就会出现一个可笑的形象,人们就会忍俊不禁。
知识点:图象、镜面、曲面、凸面、凹面
为什么人在看东西时会觉得近处的东西大,而远处的东西小呢
同样高的树木,在人眼看来近处的大而远处的小,远处的高楼看起来比眼前的二层楼还低,你知道这是为什么吗?
原来,人眼睛的水晶体就像一个凸透镜,视网膜相当于像面。若想看清某一物体,就必须使它的像落在视网膜上。从人眼瞳孔中心对物体的张角叫做视角,视角的大小决定视网膜上物体的像的大小。同样高的两棵树,离眼睛近的那棵树,它的视角比远处那棵树的视角大,在视网膜上近处的树的像就会比远处的树的像大,因此,近处的树看起来比远处的大。
但是,当物体离得太近或太远的话,人眼也会看不清的。这是由于人看东西是要靠眼睛的水晶体的调节,而水晶体的调节也是有限度的。当眼睛里的肌肉完全放松时,水晶体的两个曲面的曲率半径最大,这时若远处物体能在视网膜上成像,这个物体到眼睛的距离就被称为远点。如果物体在远点之外,人眼就看不清了。当物体接近人眼时,为了能看清物体,人眼必须调节水晶体,挤压水晶体使水晶体曲率半径变小,以使物体能在视网膜上成像。当物体拉近到一定距离时,曲率半径已不可能再变小,此时该物体到眼睛的距离就被称为近点。若物体到眼睛的距离比近点还短时,人眼也会看不清该物体了。
由于人在视物时会有近大远小的效果,所以画家在绘画中发展了“透视”画法,在画面中,将近处的人和物体画得较大,而将远处的人和物体画得较小,这样做,可以较为逼真地反映出观察者的主观视像,从而在二维平面上画出三维立体景象。
知识点:眼睛、水晶体、视网膜、视角、透视
为什么修筑在山上的公路都是弯弯曲曲的
汽车要从山脚往上开,不可能笔直地开上去,总是沿着弯弯曲曲的盘山公路盘旋而上。这样,汽车开起来不仅比较安全,而且更加省力。
我们都有这样的生活经验:走路或骑自行车从低处往高处走,比在平地上吃力;爬陡的斜坡,又要比爬坡度小的斜坡费劲。所以,在爬斜坡时,人们总是想办法将斜坡的坡度变得小些。对于一定高度的斜坡来说,斜坡的斜面越长,坡度就越小。因此,人们往往利用延长斜面的方法来减小坡度,达到省力的目的。
比如,推着装重物的车子上坡时,如果是笔直地往上推,人会觉得很吃力。而有经验的人,往往是弯来弯去沿着S形向上推。这样,虽然多走了一些路,但可以少花很多力气。沿S形上坡,就是使斜面变长,坡度变小。
还有一个例子,在高大的桥梁两端,都有长长的引桥,有时候还将引桥造成螺旋形。这都是为了减小桥的坡度,而将桥面伸长。
知识点:坡度、长斜坡、省力
为什么不弯腿就跳不起来
如果有人问你,能不能不弯腿就跳起来,你可能一下子答不上来。那么现在就试一试吧。你会发现不弯腿根本跳不起来,浑身的劲就像没处使似的。这是什么道理呢?
因为,在一般情况下,物体的运动都是遵循一定的客观规律,这就是牛顿定律。其中牛顿第三定律告诉我们:物体甲给物体乙一个作用力时,物体乙必须同时给物体甲一个反作用力,作用力和反作用力大小相等,方向相反,且在同一条直线上。比如拍手的时候,右手给左手一个力,左手同时也给右手一个力;桌上放一本书,书对桌面有一个压力,同时,桌面对书也会产生一个支持力。它们都是作用力和反作用力。
我们要从地面上跳起来,必须要使地面对我们有一个作用力。怎样才能使地面对我们施加作用力呢?这就得先要我们对地面有个作用力。我们弯腿、下蹲,然后向上跳,就是在调整腿部肌肉,使肌肉收缩对地面施加力,这样,地面就会同时对我们产生向上的反作用力,借助这个反作用力我们就跳起来了。腿部肌肉对地面的作用力越大,地面对我们的反作用力也越大,因此就跳得越高。如果不弯腿,腿部肌肉无法对地面产生作用力,地面也不会对我们产生反作用力,所以跳不起来。
知识点:弯腿、运动、规律、作用力、反作用力
远处的钟声为什么在夜晚和清晨听起来比白天更清楚
许多大城市都矗立着巨大的时钟,悠扬的钟声向周围的人们准确地报告着时间。
你若细心就会发现:夜晚和清晨,钟声听上去很清楚,一到白天,钟声听起来就不太清楚了,有时甚至听不见。有人可能会说:这是因为夜晚和清晨的环境安静,而白天声音嘈杂。
这样的解释,只说对一部分,并不完全。另一个重要原因是声音会“拐弯”。
声音是靠着空气来传播的。它在温度均匀的空气里,是笔直地往前跑的,一碰到空气的温度有高有低时,它就尽拣温度低的地方走,于是声音就“拐弯”了。
白天,太阳把地面晒热了,接近地面的空气温度远比空中高,钟声发出以后,走不多远就往上拐到温度较低的空中去了。因此在一定距离以外的地面上,钟声听起来就不清楚了,再远一点儿,人们已经听不见钟声了。夜晚和清晨,空气的冷热情况正好相反,接近地面的气温比空中低,钟声传出以后,就顺着温度较低的地面推进,于是,人们在很远以外也能清晰地听到钟声。看来,“夜半钟声到客船”还真有点科学道理哩!
声音的这种脾气,会造成一些有趣的现象。在炎热的沙漠里,地面附近的温度极高,如果在50—60米以外有人在大声呼喊,只能看见他的嘴在动,却听不到声音,这是由于喊声发出后,很快被拐到高空中去了。相反,在冰天雪地里,地面附近的温度比空中低,声音全都沿着地面传播,因此人们大声呼叫时,能传播很远,甚至在1000—2000米以外也能听见。
有时,由于接近地面的空气温度忽高忽低,声音也会跟着拐上拐下,往往造成一些较近区域听不到声音,更远的地方反而能听到声音。1815年6月,在著名的滑铁卢战役中,战斗打响以后,部署在战场25千米之外的格鲁希军团竟无一人听到炮声,因此没能按作战计划及时赶来支援拿破仑。而在更远的地方,隆隆的炮声却清晰可闻。声音的传播性质竟影响到一个战役的胜败。
知识点:声音、空气、温度
为什么染发剂能把白发染黑
人的头发含有大量的蛋白质纤维。当染发剂与白发接触后,染发剂中的染料渗入纤维内部,改变了原来蛋白质纤维的组成,这样,白发就变成了黑发。
现在市场上出售的染发剂,大多是氧化型染料。这种染料在染发前本身并无颜色,当它与另一种氧化剂相互混合并迅速涂抹在头发上时,就会发生一系列化学变化,渗入头发纤维内部,与头发中的蛋白质纤维结合,生成一种黑色物质。这种染发过程所需时间较短,仅十几分钟,而且效果明显,不会损伤皮肤。另外还有一种新型染发剂,它只是一种药液,能与空气中的氧气发生氧化反应,涂抹在头发上后,同样能渗入头发纤维的内部,将白发染成黑发。
染发剂虽能使白发变黑,但新生长出来的头发依旧是白的,而且已经染过色的头发还会随时间而慢慢褪色,所以要保持一头乌发,应该经常染发。由于染发剂中的某些成分进入人体是有害的,因此头皮有破损时不宜进行染发。
知识点:蛋白纤维、氧气、头皮
为什么铁会生锈
铁是一种容易生锈的金属。博物馆里陈列的古代铁器,几乎没有一个不是铁锈斑斑的;切菜刀几个月不用,就会满身是锈。
铁容易生锈,除了由于它的化学性质活泼以外,同时与外界条件也极有关系。水分是使铁生锈的条件之一。化学家们证明:铁放在绝对无水的空气中,几年也不生锈。然而,光有水也不会使铁生锈。如果把一块铁放在煮沸的、密闭的蒸馏水瓶里,铁也不会生锈。原来,只有当氧气与水同时作用时,才会使铁生锈。除此之外,空气中的二氧化碳溶在水里,也能使铁生锈。铁锈的成分很复杂,主要是氧化铁、氢氧化铁与碱式碳酸铁等。
铁锈又松又软,像块海绵,一块铁完全生锈后,体积可胀大8倍。海绵状的铁锈特别容易吸收水分,这样就使铁烂得更快了。
还有不少因素也使铁容易生锈,如水中有盐,铁制品表面不干净、粗糙,铁中含有碳等杂质。
人们想出各种各样的办法来保护钢铁。最普通的防锈办法,是给铁穿“衣服”——在铁的表面涂上油漆或者镀上别的不容易生锈的金属。例如,小轿车排气管上涂着铝漆;做罐头用的马口铁镀了一层锡;白铁皮表面镀了一层锌。
更彻底的办法,是给铁注射“强心针”——加入其他金属,制成不锈合金。大名鼎鼎的不锈钢,就是在铁中加入一点镍和铬后制成的合金。
知识点:铁、铁锈、金属、氧气、二氧化碳
为什么珍珠会闪闪发光
珍珠是水生的贝类动物孕育出来的一种天然珍宝。当水下的砂粒或寄生虫等异物进入贝类的身体,就会被贝类分泌的壳角蛋白和碳酸钙层层包裹起来。天长日久,就会形成光彩夺目的珍珠。珍珠一向被认为是无价之宝,就是因为它有耀眼的光泽。珍珠为什么会闪闪发光呢?
原来,珍珠的表面包着一层光滑的胶质,那就是宝贵的珍珠层。珍珠层中所含的各种成分称为珍珠质,珍珠质中含有百分之九十以上的碳酸钙,另外还含少量的有机质、一些金属元素和细微的水滴。这些固体和液体的微粒,使得光滑的珍珠层具有良好的折光性能,珍珠有了它,在光线照射下才能发出熠熠闪动的珠光,显得晶莹可爱。
由于珍珠质不是非常稳定,因此,珍珠是有寿命的。一颗珍珠一般只能“活”100多岁,时间久了,珍珠层里所含的水分,就会慢慢跑掉,使珍珠显得黯淡无光,最后衰老变色,甚至干枯粉化。所以,古代的珍珠一般无法流传到今天。
珍珠的色彩多种多样,大致可分为白色、黄色、淡蓝色和粉红色4种,其中以粉红色珍珠最为名贵。据研究,珍珠层中含有一种由蛋白色素卟啉和金属元素结合而成的卟啉体,卟啉体中所结合的金属元素不同,显示出的珍珠颜色也就各不相同。例如,粉红色珍珠中含钠、锌较多,黄色珍珠中则含铜和银较多。此外,如果珍珠层中卟啉体的含量不一,珍珠色彩还会显得有深有浅。
珍珠除了作为装饰品以外,也是一种名贵的中药,具有镇心安神、解毒生肌、清热和去翳明目等功效,因而是珍珠丸、六神丸、安宫牛黄丸等中成药的主要成分。
知识点:珍珠、珍珠质、珍珠层、碳酸钙
为什么防弹玻璃能防弹
防弹玻璃,顾名思义,当然足以抵挡住飞射过来的子弹!可是防弹玻璃为什么能防弹呢?
原来,防弹玻璃实际上不完全是玻璃,它是由玻璃(或有机玻璃)和优质塑料,经特殊加工制成的一种复合材料。
我们知道,玻璃的特点是光洁、透明,而且它的硬度也是许多金属望尘莫及的,通常只有用金刚钻才能把玻璃划开。但是,玻璃的强度及韧性却很差,经不起一般的冲击和摔打。与玻璃相比,有不少具有透明度的塑料却恰恰相反,它们质地柔软,却有较强的韧性。能不能将这两种物理和化学性能差异很大的材料糅合成一体,制成一种相互取长补短的复合材料呢?
20世纪初,英国一家玻璃制造公司研制出一种夹层玻璃。制成的夹层玻璃仍呈透明状,经过测试,它的防震、耐冲击的性能竟远远超过普通玻璃。于是,第一代防弹玻璃和第一家安全玻璃公司就这样诞生了。
由于夹层玻璃具有较优异的性能,它的诞生无疑给人们很大的鼓舞和启迪,人们便进一步想到用很薄的钢化玻璃和优质的塑料膜把它们一层夹一层地粘叠起来,制成一种全新的夹层玻璃。其中,钢化玻璃的化学成分和普通玻璃相似,但经过特殊淬火处理后,它的耐冲击和防震性能大大提高,将它们多层叠加后制得的夹层玻璃就格外地坚固,连枪弹也穿不过去,所以称为防弹玻璃。
除了普通玻璃之外,还可用有机玻璃等高分子材料来制作防弹玻璃,当然这种防弹玻璃已完全没有普通玻璃的成分了。近年来,科学家还用氧化铝等原料制成了一种透明状的现代陶瓷。这种陶瓷耐高温、耐冲击,已用作超音速飞机的挡风窗板和轿车的防弹窗。目前,各种防弹玻璃作为一种安全玻璃,已日益广泛地应用于军事、航天等各个领域。
知识点:防弹玻璃、复合材料、耐冲力
为什么有些塑料制品冬天会变硬
塑料制品有个“怪脾气”:冬天它会变成硬邦邦的,天暖以后,它又柔软如初。这是为什么呢?
塑料是一种高分子的聚合物。例如,聚乙烯是由很多乙烯分子手拉手连结起来的产物,聚氯乙烯则是由很多氯乙烯的分子连接在一起组成的。像这样由很多较小分子彼此结合成大分子的反应,在化学上称做“聚合”。氯乙烯分子聚合起来后,形成了一个链状的聚氯乙烯大分子,很多这样的大分子集合起来,就成了白色粉末状的聚氯乙烯树脂。
聚氯乙烯是一种能刚能柔的物质。它之所以很硬,是由于分子与分子间连接的“关节”结合得很紧。如果在这个“关节”上加一些“润滑油”,“关节”活动了,它就变成柔软的物质了。这种“润滑油”,就是塑料工业上所说的增塑剂。
冬天,天气很冷,有的增塑剂不耐寒,它的“润滑”本领降低了,塑料中的“关节”转动不灵,所以就变硬了。
有的增塑剂具有挥发性。塑料制品使用久了,分子间的活动“关节”不灵了,还有长链分子受到风雨、太阳光照等自然力的作用后,会断裂成短链分子,塑料也就变硬了。在塑料工艺学上,把这种现象称为“老化”。
有没有不会变硬的塑料制品呢?现在,人们已找到了一些不易挥发、也不怕冷的增塑剂,用这些增塑剂制造的塑料制品,无论春夏秋冬,都不会改变柔软的性格。
人们还找到一种奇妙的方法,就是在制造聚氯乙烯的时候,用适量的醋酸乙烯分子,镶嵌到聚氯乙烯的“大分子”中去。这种塑料,不必另添增塑剂,即使到了寒冷的冬天,它也不会变硬。
知识点:增塑剂、塑料老化、聚合物、挥发性
为什么牛皮纸十分结实
在建筑工地上,你一定见到过一袋袋的水泥吧!这沉甸甸的水泥,用的包装材料竟是一种纸——牛皮纸。可见,牛皮纸是十分结实的材料。牛皮纸的价格并不贵,但它为什么会十分结实?它是用什么材料做的呢?
在古代,“牛皮纸”确实是用小牛的皮做的。后来,人们学会了造纸技术,用针叶树的木材纤维,经过化学法制浆,再放入打浆机中进行打浆,并加入胶料、染料等,最后在造纸机中制成纸张。由于这种纸的颜色为黄褐色,纸质韧,很像牛皮,所以人们把它叫做牛皮纸。
其实,牛皮纸与普通纸的制造方法并没有多大的不同。但是制造牛皮纸所用的木材纤维比较长,而且在蒸煮木材时,是用烧碱和硫化碱等化学药品来处理的,其木浆一般不作强烈的漂白处理,其中的化学作用比较缓和,木材纤维原有的强度得以较好的保留,因此用这种纸浆做出来的纸,纤维与纤维之间是紧紧相依的。另外,制牛皮纸时还添加了能增加强度的胶料,而不再加其他填料,所以牛皮纸非常结实。
正因为牛皮纸的质地格外结实,又不容易吸水,所以被广泛地应用于各种物品的包装上。
知识点:牛皮纸、造纸、纤维、漂白、胶料
为什么雷雨后空气格外新鲜
夏天的傍晚,往往乌云、大雨、电闪、雷鸣相互交错,一起降临。潮润的晚风赶走了闷热,清风习习,给人们带来了一阵阵凉意。
雨后,漫步在街头或田野,会感到空气格外新鲜。这有两个原因:一是倾盆大雨给空气洗了个“淋浴”,把大部分空气中的“流浪汉”——灰尘都冲掉了;另一个原因是在闪电时,发生了一场化学变化——空气中的氧气变成了臭氧。
臭氧也是由氧元素组成的,而且还是氧气的“亲姐妹”哩:1个氧气分子中,含有2个氧原子,而臭氧却含有3个氧原子。那么,臭氧是从哪儿来的呢?
诞生臭氧的摇篮是高压电火花,电动机、复印机及电视机等电子设备都会产生高压火花,这些电器周围的氧气受到激发,就变成了臭氧。
雷雨时的臭氧,也是这样产生的。雷,实际上就是一块带正电的云与一块带负电的云遇在一起,发生放电。云所带的电荷很多,电位差常常高达几亿到几十亿伏特,所以常常产生巨大的电火花,把氧气激发成臭氧。
浓的臭氧是淡蓝色的,很臭,具有很强的氧化能力。臭氧具有漂白与杀菌作用。有些地方的自来水里,常常有一股刺鼻的气味,那是因为自来水用氯气消毒、杀菌,残余的氯气有股怪味。现在纯水厂生产的饮用水已选用臭氧消毒,这可以消除用氯气消毒的怪味,改进水质。
稀薄的臭氧一点儿也不臭,反而会给人以清新的感觉。雷雨后,空气中就弥漫着少量的臭氧,它能净化空气,使空气变得清新。
另外,松林里有许多松树脂,很容易被氧化放出臭氧。因此,有的疗养院就设在松林里,那里被称为“天然氧吧”。
知识点:臭氧、氧气、高压电火花
为什么火柴一擦就着火
火柴全身都是容易着火的东西:火柴头的主要成分是三硫化二锑和氯酸钾,它的身子——火柴杆——是用木质松软的白杨木或者松木做的,它的前端还用石蜡和松香充分浸透;火柴盒的一侧,则涂着红磷和玻璃粉。
当你拿火柴在火柴盒边上一擦的时候,火柴头就沾上了一些红磷,红磷一经摩擦受热就着火了,火柴头上的氯酸钾因受热而放出氧气,它们很快地引燃了三硫化二锑。于是,火柴就“嗤”的一声,爆出火苗儿来了。
火柴头燃烧的过程进行得很快,但它已足够能引起火柴杆的燃烧了。火柴杆燃烧的时间要长一些,所以你有足够的时间用它去引燃其他物质。
人们有了火柴,拿它去引火是非常方便的,只要一擦就行。可是在几百年前,人们还不知道火柴是什么东西哩!那时候,人们要取火可麻烦了。例如在中世纪,士兵们打仗必须随身带着打火石。要射击了,连忙用打火石“嚓、嚓”地点燃导火索,花了一两分钟,才能发射一发子弹或炮弹。这样的点火枪别说是打仗了,即使用它打猎,那“嚓、嚓”的声响,早就使野兽和鸟儿逃得无影无踪了。
世界上第一根火柴诞生于200多年前的意大利,火柴杆用木棒制成,火柴头的主要成分是氯酸钾和蔗糖。使用时将火柴头接触一下浓硫酸,片刻后,火柴头就激烈地燃烧起来了。这种火柴价格高,携带不便,且带着浓硫酸,具有危险性,所以没能推广。直到1834年,世界上才开始流行火柴。刚开始,火柴头上蘸着的发火药主要是白磷。白磷是一种非常容易燃烧的物质,它只要稍微一受热,就会烧起来。有时候,怀里放着这种火柴,它会忽然自己烧起来引起火灾。而且,白磷毒性很强,生产这种火柴的工人往往会中毒,使用这种火柴当然也是很危险的。后来,人们用磷和硫的化合物——三硫化四磷——来做火柴的发火药。这种火柴叫做摩擦火柴。它虽然没有毒,可是也容易着火,只要在墙上一擦,甚至在衣服上一摩擦就会燃起来。用这种火柴当然也不够安全。
直到100多年前,人们才制成了安全火柴,也就是我们现在用的火柴。这种火柴光靠摩擦是烧不起来的,它一定得在它自己的外套一侧——涂着红磷的火柴盒上摩擦才行。这种火柴比起它的前辈白磷火柴和摩擦火柴来,的确是安全得多了。
知识点:火柴、磷、氯酸钾、红磷
为什么彩色照片时间久了会褪色或变色
如果保管不妥,一张色彩鲜艳的照片常常会部分褪色或变色。这是为什么呢?
原来,彩照上的各种彩色染料,大部分为结构较复杂的有机分子,它们和一些普通的颜料相比,显得不很安分。首先,彩照上的彩色染料经不起强烈的阳光照射。这是因为彩照上的部分染料分子,在太阳光中的紫外线作用下被分解了,彩照上的颜色当然就会变浅了。其次,照片如处于潮湿闷热的环境中,那么照片乳剂层中的部分染料就会与水作用而发生水解反应,结果使一部分染料分解成彩色照片显影以前的状态(即分解为成色剂和彩色显影剂两者分别存在的状态),其分解出来的成色剂,又会被空气中的氧气所氧化,造成彩色照片褪色。另外,一些具有强氧化性的化学试剂,也会促使彩照的颜色起变化。
有些彩照除了会褪色外,还会部分变色。例如照片上本来是绿色的树叶,时间久了竟慢慢地变成了青色或蓝色,这种颜色的变化,人们称之为偏色。偏色是怎么引起的呢?这是因为彩照上的染料是由三种不同颜色的染料所组成的,而这三种染料在相同的光照或相同的化学试剂作用下,它们褪色的程度是不相同的,有的颜色较易褪去,有的却较稳定。这样,在一张彩照上,当一种颜色变淡,而另一种颜色却变化甚微时,就会产生某些颜色发生变化的偏色现象。
因此,在保存彩照时,应该注意不要让照片的正面受到较强阳光的直接照射;也不宜将照片长久地压在玻璃板下,或置于闷热潮湿的环境中,最好是夹在影集中,并存放在干燥、凉爽的地方。
知识点:照片、色彩、有机分子、紫外线、分解
为什么衣物可以干洗
大多数衣物都是用水来洗涤的。可是,有些贵重的衣料,如呢绒服装,用水洗后常常会不够挺括、失去光泽,这可怎么办呢?
100多年前,法国巴黎的一间油脂小工厂里,一个身穿污染油垢衣服的工人在紧张地劳动时,不慎把一桶煤油倒翻,泼了一身煤油。他一时没有时间更换,待到收工时,低头一看,衣服上的油污竟不见了。这使他悟出一个道理,衣服上的油污是给煤油洗干净的。
煤油是一种化学溶剂,能溶解油污而把织物洗干净。用化学溶剂把衣物上的污垢溶解除去的方法,就是干洗法。不过,煤油虽然能溶解衣物上的油垢,但用它来洗涤衣物,会使衣物变硬,且留下极不好闻的味儿,还会使塑料或有机玻璃纽扣变色、失去光泽,甚至被溶解掉。煤油的缺点这么多,当然不能充当洗涤衣物的洗涤剂了。
于是,科学家们在化学溶剂世界里筛选,结果发现,四氯乙烯是一种极好的洗涤剂。用四氯乙烯洗涤过的衣物,不但干干净净,洗后无异臭,而且衣物柔软舒适,能保持呢绒的光泽,不会变形、褪色,更不会损伤衣物。经过长时间考验,现在四氯乙烯已成为世界各国洗衣店公认的标准干洗剂了。
干洗是在干洗机内进行的。机洗型干洗机,是把衣物放入一个密封的圆筒内,利用圆筒转动把衣物反复提升又落入洗涤剂中,借助冲击力进行洗涤而最终除去衣物上的污垢。
喷剂型干洗机配有全自动控制的微电脑。洗衣机工作时处于全封闭状态,电脑会指挥一台离心泵把四氯乙烯干洗剂均匀地喷洒在衣物上,干洗剂把污垢溶脱后,洗衣机会自动运转甩脱已经含有污垢的洗涤剂,另换上干净的干洗剂作第二次干洗,这样反复进行30分钟左右,衣物就洗干净了。
干洗后的衣物要认真除去干洗剂,把干洗剂的残留量降到最低,然后用热空气烘干,衣物就恢复原来的状态了。用干洗剂处理衣服,还具有杀菌和消毒的作用,这是比水洗更优越的地方。
含有污垢的干洗剂经过硅藻土和活性炭等吸附剂过滤后,又变成干净的洗涤剂,这样可以反复使用。
知识点:干洗、四氯乙烯、煤油、干洗剂
为什么面包里会有许多小孔
面包香松可口,是很多人都喜爱的食物。在品尝松软的面包的同时,你会发现面包里布满了细密的小孔,难怪它会像海绵那样富有弹性和柔性。那么,面包里的这些小孔是怎样产生的呢?这就得从面包的制作谈起了。
做面包的主要原料是面粉。在将面粉揉成面团时,面包师要加入一定量的酵母。酵母是一类有益的微生物,在一定条件下它们能大量繁殖。当酵母菌被揉入湿的面团中后,它就开始生长繁殖。酵母体能分泌出各种酶,将淀粉分解成糊精,再进一步分解为麦芽糖、葡萄糖等,最后产生大量二氧化碳气体。二氧化碳气体分布在面团的面筋网里,使面筋变成如海绵状多孔的疏松体。再经过揉面和烤制,面团里的二氧化碳受热膨胀,使制得的面包获得了疏松多孔的品质。
用于食品中的酵母通常有液体酵母、新鲜压榨酵母、活性干酵母3种。液体酵母发酵力强,但不宜保存;活性干酵母虽易保存,但发酵力不强;而新鲜压榨酵母(简称鲜酵母)既有较强的发酵力,又能在冰箱中保存,所以被较多地选用。鲜酵母是一种含有酵母菌体的奶黄色软固体,其成分主要是水、蛋白质、脂肪、糖及少量维生素等。生产鲜酵母的工厂是将一定种类的酵母菌培养于营养液内,通入无菌空气使酵母菌大量繁殖,然后经过高速离心机分离出酵母浆,再用压滤机除去残液并压成块状,即成鲜酵母。
作为疏松剂的鲜酵母其实不仅仅用于做面包,平时家中做各种馒头、糕点时,也可选用鲜酵母作疏松剂。用酵母发酵制作面包不仅口感好,而且营养成分也有所增加。但是含油脂和糖较多的面团,用酵母发酵往往达不到疏松的要求,因为油脂和糖对酵母菌繁殖有抑制作用。另外,用酵母发酵面团需要一定的时间。为此,家庭制作面包、馒头时,也常选用酵母发酵粉。酵母发酵粉呈白色粉状,是几种化学药品的混合物,它的种类繁多,常见的是碳酸氢钠(小苏打)、酒石酸、酒石酸氢钾及磷酸氢钙等的混合物。酵母发酵粉揉入面团后,一旦受热就会发生化学反应而产生大量二氧化碳气体,使食品成为多孔的疏松体。
知识点:酵母菌、二氧化碳、面包、化学反应
为什么鱼汤、肉汤会结成冻
冬天,温度计里的水银柱会降到0℃以下。河水结冰了,家里的鱼汤、肉汤也结成了鱼冻、肉冻。
然而,这却是不同的两回事儿:河水结冰,那是因为温度下降到冰点,水凝固而结成冰;鱼汤、肉汤结冻,却不光是与温度有关,而且与鱼汤、肉汤中发生的一些化学变化有关。
在显微镜下,你可以看到,鱼肉和猪肉都像一捆捆甘蔗,它们是由蛋白质纤维束组成的。在纤维束与纤维束之间有结缔组织,结缔组织像绳子一样,把这些纤维束紧紧地连在一起。
结缔组织主要由韧带质与生胶质组成,它们都是蛋白质。当你用小火慢慢地炖鱼汤、肉汤时,韧带质没什么变化,而生胶质却与水发生了化学作用——水解成了动物胶。
在温度较高的时候,动物胶能够溶解在水里,形成胶体溶液。但是,温度一低,甚至不一定要降到0℃,它就会凝结成冻状。动物胶的营养价值很高,如果炖得更久些,它还会继续与水反应,进一步水解变成氨基酸。氨基酸的味道是很鲜的,这就是为什么鱼汤、肉汤炖得时间越长,味道越鲜。
在水果、蔬菜里,也有一种胶质,叫做植物胶,它具有连接各个细胞的作用。在加热时,细胞膜破裂了,植物胶也会跑到水里去。青菜里的植物胶不多,所以谁也没听说过有什么“菜冻”。不过,有些果子里却有很多植物胶,最出名的要算是山楂了。山楂汤不仅在冬天会结冻,在夏天也能结冻,变成山楂糕。有些果子含胶较少,虽然不能结成成块的冻,可是仍能结成酱,甜美的青梅酱和苹果酱等,就是用这个原理制成的。
知识点:动物胶、植物胶、温度、化学反应、蛋白质
为什么汽水瓶一打开会冒出很多气泡
在回答这个问题之前,先得向你介绍一下汽水的身世。
说实在的,汽水与糖水没有多大的不同,它只不过是多含了一些“气”——二氧化碳罢了。
二氧化碳是一种气体,它喜欢自由自在地在空气中游荡。在汽水工厂里,人们加了很大的压力,强迫它大量溶解在水里。然后,装进瓶子,紧紧扣上塞子,这就成了汽水。
当你喝汽水时,一打开塞子,外面的压力小,二氧化碳顿时像出笼的小鸟,拼命挣脱出来,跑到自由的王国——空气里去。于是,水中就冒出了大量气泡。
夏天,人们常爱喝冰镇汽水。冰镇汽水能清凉解热,这与一条物理定律有关:温度越低,气体往往在水里溶解得越多。就拿二氧化碳来说吧,在101.3千帕(1个大气压)、0℃时,它在水里的溶解度为1体积水溶解1.71体积二氧化碳;而20℃时,1体积水只能溶解0.88体积二氧化碳,几乎相差一半!冰镇汽水由于温度低,其中的二氧化碳比较难于逃逸,所以喝起来会感觉到泡沫特别多。
人们喝进汽水以后,肠胃并不吸收二氧化碳,况且肚子里温度高,二氧化碳很快会通过口腔排出来,这样就能带走热量,使人有清凉的感觉。另外,二氧化碳对胃壁还有轻微的刺激作用,能加速胃液的分泌,帮助消化。
现在,含有二氧化碳的饮料品种已越来越丰富,有瓶装的,也有罐装的,有无色透明的雪碧,也有棕黑色的可乐……另外像啤酒、香槟等饮料里面,也加进了二氧化碳。
有趣的是,大自然也会制造“汽水”哩:如地下水源源不断地冒出,形成温泉,由于地下压力很高,使许多气体,如硫化氢、二氧化碳等溶解在水里。而地下水一喷出地面,就像刚开瓶的汽水一样,常常是白浪滚滚,大冒气泡。
知识点:二氧化碳、汽水、消化、难溶性
为什么罐头食品可以长久储藏
在超市里,人们可以看到许多食品罐头,有水果和豆制品,也有做成各种风味的熟制肉类和鱼类等。罐头食品不但能保持口味鲜美,食用方便,而且可以长期储藏,调节食品的供应季节。
为什么制成了罐头的食品能长久储藏呢?
鸡、鸭、水果、蔬菜等各种食物都含有大量的水分和非常丰富的营养,如蛋白质、脂肪、糖和各种维生素。如果这些食物沾染了细菌,在一定的温度下,细菌会通过吸收食物中的营养而迅速地繁殖起来,经过一段时间后,就会使食物腐败变质。因此,在加工罐头食品时,必须使原料在加工过程中尽量避免细菌的入侵。一般先进行原料处理、调味处理,再装入清洁的空罐内,然后通过加热排气或机械抽真空的方法,把留在罐内的部分空气赶走,这样制成的罐头食品,可以保持一定的真空度。经过排气、密封后的罐头,最后进行严格的灭菌处理。这样的罐头食品,不但达到了合格的色、香、味指标,而且能够长久贮放。
有时,罐头的底盖两端会出现凸起的现象,我们把这种铁皮罐膨胀的现象称为“胖听”。“胖听”罐头在开罐时往往会放出大量气体。造成这种“胖听”的原因是比较复杂的:有时是由于铁罐内的涂锡层不匀,或是锡层擦伤,使食物中的有机酸与铁长时间地接触,造成电化反应而放出氢气;有时“胖听”是由细菌引起的,如在杀菌前食物处理不当,染菌过多或杀菌不完全,造成细菌大量繁殖,并产生了碳酸气。这样造成的“胖听”罐头食品当然就不能再食用了。
由于罐头食品是经过密封后予以严密杀菌而制成的,平时只要把罐头放在阴凉干燥的地方,不使罐头生锈或封口破损,罐头食品是完全可以长期贮放的。
如今市场上出现了一种用新型的柔韧性包装材料制成的软包装罐头,这种材料由聚酯、铝箔、聚乙烯三层薄膜复合而成,它具有良好的柔韧性、重量轻、便于携带等优点。这种软包装罐头同样具有高温杀菌、密封性能好的特点,并能防止氧气、水蒸气、光线的透入,从而避免罐内食品质量的降低,可达到长期保存食品口味、香味和色泽的目的。
知识点:胖听、罐头食品、细菌、真空、碳酸气
为什么纸张放久了会发黄
你了解纸的“身世”吗?
纸的前身是木材、芦苇、秸杆等物质。一根根的木头,来到造纸厂里,先用磨木机磨碎,再经过蒸煮、打浆、漂白,使它们变成纸浆,然后经过造纸机的“手”,连拉带压,同时加热以赶跑纸浆中的水分,最后就得到白色的纸张了。
纸虽然没有生命,可是也会衰老。有时候,存放了多年的书报,往往会“悄悄地”发黄,有些纸张甚至变得“弱不禁风”,多翻几下就会破损。这是为什么呢?
原来,当木材变成纸张以后,木材身上的纤维素就迁移到纸里“安家落户”了。纸之所以有韧性,完全是依靠纤维素的支持。
可是,纸张印成报纸、书籍以后,空气中的氧气就会和纸里的纤维素慢慢化合,雪白的纤维素和氧“要好”以后,报纸的“脸色”也就发黄了。纸还有一个捉摸不定的“敌人”,那就是光线。光线能和纸的纤维起光化学作用,还能使纸上已经被漂白的色素又显露出原来的颜色。所以日子一久,报纸便会发黄变脆。
因此,图书馆里的书柜上,往往装饰着一些彩色玻璃,使组成光线的红、橙、黄等各种色光被同色的玻璃“吃”掉,并且反射掉一部分光线,这样可以减轻光线对书籍纸张的“杀伤力”,延长书报的寿命。
知识点:纸、纤维素、韧性、化合
为什么不宜喝反复煮沸的水
不喝生水已是人人皆知的卫生常识了,但也不是说,只要是烧开的水,就一定都能喝。其实还有几种“开水”也是不宜饮用的:比如在炉灶上沸腾了很长时间的水,蒸饭、蒸肉以后残留的“蒸锅水”,开水锅炉里隔夜重煮或未重煮的水,装在热水瓶里已有几天的温开水等。
这些烧开过的水,为什么不宜饮用呢?这是因为,水里通常都含有微量的硝酸盐和重金属离子,比如铅、镉等。当水长时间加热后,由于水分被不断蒸发,水中的硝酸盐和重金属离子的浓度相对地增加了。含有较多硝酸盐的开水,在进入人体肠胃后,其中的硝酸盐就会被进一步还原成亚硝酸盐。而亚硝酸盐会破坏血液输送氧气的功能,使人心跳过速,呼吸困难。情况严重的时候,还有致命的危险。同样,重金属离子对人体也是有害的。
既不能喝生水,又不宜喝反复煮沸的开水,是不是喝纯净水或蒸馏水最卫生呢?其实,一般水里含有的钙、镁等元素,都是人体必需的元素,钙大约占人体重量的1.38%,是骨骼和牙齿等的主要成分,而且它对维持心肌的正常收缩和促进血凝等都起重要作用。镁大约占人体重量的0.04%,其中70%存在于骨骼中,每人每天大约需要0.3—0.5克镁。这两种元素的一部分就是从饮用水里摄取的。可见,只饮蒸馏水或纯净水也并不有利于健康。
那么,饮用怎样的开水才是合适的呢?烧水时,当水壶中的水开始沸腾时,表明壶内水温已达到100℃,绝大多数的细菌都被杀死了。如果自来水中氯的气味较重,则可以适当再烧一两分钟。这样的开水无论是冲茶,还是煮饭,都是很适宜的。
知识点:开水、亚硝酸盐、离子、硝酸盐
为什么防晒霜能防晒
很多人都有这样的经验:如果把手臂裸露在酷热的太阳下,要不了多久,手臂上的皮肤就会发红。时间一长,还有可能脱皮、疼痛。长期在海洋上作业的渔民、海员,脸色苍老黝黑,皮肤粗糙多皱,皮肤的衰老程度往往超过实际的年龄。这都是由于太阳光中紫外线过度照射的结果。
紫外线虽有杀菌的作用,但也能伤害人体皮肤表面的角质细胞。轻的能使皮肤出现红斑、灼痛,严重的出现水肿,甚至导致褐斑、雀斑恶化,诱发皮肤癌。
防晒霜可以减缓紫外线对皮肤的伤害。
在防晒霜中,除含有一般膏霜化妆品中都有的油质和水分外,还加入了一种能反射或吸收紫外线的防晒剂。最早的防晒霜中使用的防晒剂大多是一些固体粉末,如氧化锌、二氧化钛、滑石粉、高岭土等,它们都能反射紫外线,所以有防晒的功效。现在的防晒霜则添加了能吸收紫外线的防晒剂。它们大多是复杂的有机物,具有很强的吸收紫外线的能力,如对氨基苯甲酸丁酯,它能吸收99%到达皮肤上的紫外线,因此具有十分理想的防晒效果。
奇妙的是,人们发现,从某些植物的茎、叶和果实中提取的物质或浸出液,也具有吸收紫外线的能力。例如,从黄瓜中提取的黄瓜油和芦荟茎叶的汁液等,可以加在化妆品中,制成防晒霜、防晒油或防晒水。炎炎烈日下出门、去海边游玩或者需长期在室外工作的人们,应该涂用防晒霜,以保护皮肤的健康。
知识点:防晒剂、紫外线、角质细胞
为什么吸烟有害身体健康
烟草又称烟叶,是制作香烟的主要原料,其主要成分有两类,即有机化合物和无机化合物,前者主要为糖、色素、蛋白质、纤维素、烟碱等,后者为钾、钙、磷、硫等盐类。
香烟点燃时,最热部位的温度可达800℃,此时有0.3%—0.6%的挥发物质被释放出来,其主要成分为有特殊香味的萜烯类物质,“香烟”一词由此而得。吸烟时,烟草在不完全燃烧中会发生一系列热化学反应,从而产生大量新的化学物质,其成分非常复杂。据分析,香烟烟雾中大约有4800余种化学物质,其中对人体有害的达1200余种,主要为一氧化碳、二甲基亚硝胺、多环芳烃、焦油、尼古丁、酚类化合物等。
尼古丁又称烟碱,是香烟中有害物质的魁首,它的毒性很强,一滴纯尼古丁可毒死三匹马。不过,香烟中还有一种称为甲酰的有毒物,它能中和掉一部分尼古丁的毒性,使吸烟者一般不会产生急性中毒的症状。香烟烟雾中还含有多种化学致癌物质,如苯并芘、亚硝胺、芳香胺、砷、镉等。这类物质进入呼吸道或食道后,很容易引发口腔癌、鼻癌、食道癌、胰腺癌等恶性疾病。另外,香烟中还含有少量放射性元素,这是它对人体的又一个潜在的危害。
香烟烟雾中的有害成分不仅使吸烟者的健康受到危害,而且造成不吸烟者的被动吸烟。从被动吸烟者的血液和尿液中,同样也可检验出尼古丁。特别是婴幼儿的被动吸烟危害更为严重,它会造成婴幼儿智力迟钝、肺功能下降等。据测试,一支燃烧的烟,其燃烧端直接排入空气的烟雾量和有害成分的量,都要比吸入端多得多。
知识点:香烟成分、尼古丁、萜烯、酚类化合物
为什么说水是生命之源
科学家们经过大量的考证得出结论:35亿年前,地球上出现的最早的生物,是在水里产生的。所以说水是生命的摇篮,是世上万物能够生存的最基本物质。人们需要水,就像需要空气一样。医学实验证明,在水中分娩的婴儿大多情绪稳定,这是因为胎儿原本就生活在母体内的羊水中。
两个月大的胎儿身体中大约含有90%以上的水,刚出生的婴儿体内约含80%的水,成人体内的65%也是水。每人每天平均需要补充2.5—4升的水,才能维持人体的正常需要。
为什么水对生命体如此重要呢?原来,水有一大优点,它非常喜欢交朋友,生命体所需的各种营养物质都可以溶解在水中。水如同生命体的一列运输货车,将生命体外的各种营养物质运送到体内的各个组织部分,同时将生命体代谢出的废物运送出去。水参与生命体的新陈代谢,人们可以几天不吃饭,但不可几天不饮水,因为人体血液中的96%是水,人体通过血液的流动,将各种营养物质输送到所需部位。如果缺水,会造成血液黏稠,流动不畅,使人出现虚脱症状,严重时可造成体内血栓,直接危及人的生命。
知识点:水、溶解、运输、新陈代谢、血液
为什么医院常用酒精消毒
酒精学名叫“乙醇”,是医院里消毒杀菌用的常备药品。护士给病人打针时,首先是给病人皮肤打针处消毒,而通常用的方法是用一个或几个棉球在打针处擦一擦,防止病菌从针眼处钻入人的体内,这些棉球上,就蘸足了酒精。
消毒用的酒精大约含75%的乙醇,这个浓度的酒精,杀菌能力很强,遇到细菌并不急于使细菌表面的蛋白质凝固,而是透到细菌体内,然后把整个细菌体内的蛋白质统统凝固起来致细菌于死地,达到消毒杀菌的目的。
酒精抹在皮肤上,使人有凉爽舒服的感觉,能减轻打针的痛感。它还有易挥发的特点,皮肤涂上酒精后,酒精不一会儿就挥发掉了,不留污迹,针眼愈合快,是消毒用的理想药品。
一些动物标本,如蛇、青蛙、鱼等,都是浸泡在酒精里的。就是因为细菌无法在酒精里生存、繁殖,这些标本才不会腐烂。玻璃容器和酒精都是透明的,所以我们就能直接看见这些栩栩如生的小动物了。
知识点:酒精、细菌、凝固、挥发
香水为什么会散发香气
我们日常使用的花露水或香水,都会散发出一种清新怡人的香气。当夏天晚上在室外乘凉时,把身体裸露的部位涂上点儿香水,蚊虫就不来叮咬了;有时皮肤被蚊虫叮了以后,擦上香水,可以消肿止痒;当身上或屋里有了异味后喷洒一点香水,香飘四溢,异味去除。这是为什么呢?
原来香水是由香精、酒精和水混合制成的溶液。单一香味的香料气味单调,把各种特点的香料,如容易挥发的、香味绵长的、有驱虫效果的香料综合配制成香精后,香气醇厚持久,舒适宜人。香精大多不溶于水,却溶于酒精,配制香水用的酒精浓度约为70%,具有很强的杀菌效力,再加入适量的水,就制出了能杀菌消肿止痒、芳香宜人的香水了。
知道了香水的原料多具有易挥发的特点,就明白了为什么喷洒后香味不仅留在了喷洒处,还会自然挥发到空气中,使周围空间都充满了香气。
知识点:香水、香精、酒精、挥发
鸡蛋变质了为什么臭不可闻
为了保鲜,人们常把买回的鸡蛋放进冰箱里保存。放置时间长久的鸡蛋或是没有保存好的鸡蛋,蛋清和蛋黄就会混成一团,还会出现不正常的颜色,甚至变得臭不可闻,这样的鸡蛋就不要再吃了。
为什么鸡蛋变质就臭不可闻呢?这要从鸡蛋内的物质说起。鸡蛋的蛋清和蛋黄,主要是由蛋白质构成的,鸡蛋的蛋白质中含有很多种元素,如碳、氢、氧、氮、硫、磷等。放置时间长久的鸡蛋或是没有保存好的鸡蛋发生变质,主要指里面的蛋白质变质了。蛋白质变质是个复杂的过程,鸡蛋会出现沉淀、浑浊、变色、变味、产生气体等现象。在蛋白质变质的过程中,蛋白质里的硫元素会形成一种叫做硫化氢的气体。硫化氢气体是无色的,它有很臭的气味。鸡蛋变质后臭不可闻的气味主要来自硫化氢。
硫化氢是一种剧毒性的气体,当空气中混入的硫化氢达到一定浓度时,会使人中毒致死。不仅臭鸡蛋里有硫化氢,污水沟、废弃的矿井和化工厂等都有可能产生硫化氢。硫化氢逸散到大气中,会造成大气的污染。工厂的废气如果含有硫化氢,必须经过处理、净化后,才能排放到大气中。
因此,买回的鸡蛋要及时吃完,不要让它变质。
知识点:鸡蛋、变质、蛋白质、硫化氢、污染
为什么蚊香能驱赶蚊子
夏秋之交蚊子最多,一阵又一阵的嗡嗡声令人心烦意乱,这样还不算,这些“吸血鬼”还会通过血液传播脑炎等疾病,危害很大。为了驱蚊,人们采用了很多方法,其中,使用蚊香是常用的办法之一。蚊香为什么会驱蚊呢?
只要我们看一下蚊香的主要成分就一目了然了。蚊香的主要成分是杀虫剂,通常是除虫菊酯,其毒性相对较小。除杀虫剂外,里面还含有黏合剂、防腐剂、助燃剂等。蚊香燃烧时,助燃剂使蚊香燃烧更旺,蚊香中约92%的部分在较高的温度下挥发,燃烧生成的蒸气便散发到空气中。除虫菊酯对蚊子有致命的杀伤力,可以破坏蚊子的神经系统和呼吸系统。另外,有些蚊香为了增加驱蚊效果,往往还要添加一定量的农药,这些农药主要是有机氯农药、有机磷农药或氨基甲酸酯类农药。这些农药在燃烧时会产生蒸气,蒸气中含有苯酚、对甲苯、苯、二甲苯及少量的铅、镉等物质也可以驱蚊、杀蚊。
应该说,在蚊虫肆虐的季节,使用蚊香驱赶那些讨厌的蚊子不失为较好的办法,但是由于蚊香中含有的一些化学成分,在杀蚊的同时也会使人受到相当的毒害,因此使用蚊香时一定要慎重。
选用蚊香时,一定要注意选用未变质的。另外,一间15平方米的房间内点一盘蚊香为好,千万不要为了驱蚊效果好而同时燃几盘蚊香。晚上如果大量点蚊香,往往会使人休息不好,感到头痛和浑身不适,严重的甚至会中毒。那些对蚊香过敏的人则不宜使用蚊香。
市场上出现的各类新型蚊香,如电蚊香、液体蚊香,这种蚊香灭蚊高效、微烟微害,方便安全。为防止蚊香对人的副作用,应选用低毒、高效的蚊香产品。
知识点:蚊香、杀虫剂、助燃剂
为什么应该回收废旧电池
在现代生活中,电池的生产量和使用量越来越高。我国是电池生产和消费大国,电池的产量和消费量高达数百亿只,占世界总量的1/3。
我们在日常生活中离不开电池,收音机、照相机、电视摇控器、手机等等都需要借助电池来工作。可是电池都有一定的寿命,当一节电池结束自己的使命后就成了废旧电池。为什么不能将废旧电池作为生活垃圾丢弃而应该进行回收呢?
首先我们看一下电池的组成:干电池、充电电池的组成是锌皮(铁皮)、汞、硫酸化合物、铜帽;蓄电池以铅的化合物为主。如果将废电池作为生活垃圾处理,废旧电池中的重金属(如铅、汞、镉、锰)会污染水源和土壤,并且会通过各种途径进入人的食物链中。这些重金属进入人体内,长期积蓄难以排除,会损害神经系统、造血功能和骨骼,甚至可以致癌。而将废旧电池回收,可以变废为宝,电池中含有大量的有色金属,有色金属是地球上不可再生的宝贵资源,将废旧电池再生利用,提取其中的有用成分,将废物变为资源。
为了我们自己的生存环境,我们应该将废旧电池收集起来,千万不能乱扔。
知识点:旧电池、污染、土壤、有色金属、不可再生
为什么城市的垃圾要处理
我们在日常生活中都要产生很多的垃圾,比如废纸、废弃物、食物残渣、破旧家具、粪便等等。工业生产同样也会产生许多的工业垃圾,如废料、废机器、废旧物品等等。有人计算,我国城市现已有60多亿吨的工业垃圾和5亿多吨的生活垃圾。这么多的垃圾堆积在地上不是件好事,既不美观还破坏环境,那你清楚这么多的垃圾是怎样处理的吗?
我们已经知道了,垃圾是一种可以利用的资源。城市垃圾大多数是由日常生活中的垃圾和工业垃圾构成的。但在大多数人们还没有彻底地认识到垃圾的利用价值之前,对垃圾的处理方法是进行简单的填埋——寻找一些离城市的居民区较远的低洼地区,将垃圾填埋,然后用泥土覆盖在垃圾的上面。这种方法已经使用了很长时间,但是后来人们发现,把垃圾填埋在地下虽然既简单又方便,但日久天长经地下水和雨水冲刷渗透的过程,垃圾会污染地下水和土壤,特别是垃圾中含有的许多有害物质在渗入水和土壤后,通过食物对人类造成了危害。
现代社会提倡我们在收集时将垃圾进行分类处理。将可再利用的垃圾如废纸、废金属、碎玻璃、废塑料等进行回收和加工,经过一系列的加工和处理后形成可再利用的资源。其余的不可利用的垃圾,大部分进行了封闭式焚烧。封闭式焚烧指的是为了防止废物燃烧对大气造成严重的污染,把垃圾废物进行高温燃烧的同时使大量的废物体积变小,减少了废物的数量。还有一部分经过科学地填埋和处理,使之产生有利用价值的物质,如将粪便化为沼气,创造财富,一举两得。
很多发达国家如德国、美国、日本等等大都采用分类处理的方法来处理垃圾。我们国家在许多大城市中的公共场所也设有很多的分类垃圾箱,对垃圾进行分类处理,变废为宝。
知识点:垃圾、污染、土壤、食物、再利用资源
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