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第11章

由于金属炼成合金能使其性质发生各样变化,而且这种变化与参与金属的性质、用量及生高条件有关,因此,我们可以根据农业生产、国防科技发展的需要,制造出不同性能的合金。

回声是声波被硬的表面阻挡反弹回来而产生的吗?

回声是重复的声音,是声波被硬的表面如山峦和峭壁阻挡反弹回来,被我们再次听到而产生的。在封闭的地方如隧道中,由于声波从前后各方弹回,所以回声最大。

北京天坛的回音壁是一个声学建筑物,只要朝回音壁小声地说一句话,在另一面的人也有听到,他听到的是回音。因为声音也像光一样,遇到障碍物能反射回来。那么为什么我们站在一间小屋子里不能听到回音呢?这是因为房子太小了,反射回来的声音用时太短,基本上跟原来的声音合在一起,难以分辨。如果站在一间大屋子里说话就能听到回声,就是因为反射回的声音用的时间长,跟发声有了足够的时间间隔,所以能分辨出来回声。站在空旷的山谷中说话,也能听到声势洪大的回声呢。

[我还想知道]

第一次世界大战后,人们才用上回声探测仪,在船上第一次测出了3千米以外的冰山。

回声探测仪向水下发出超声波,遇到障碍物或海底后,反射回来,然后接收它的信号。根据声波传出的时间,就可算出障碍物的距离,或海底的深浅。

保温瓶能保温是因为里面有一个真空瓶胆吗?

热像一个隐身人,来无影,去无踪。它是逃跑的高手,善于通过传导、对流和辐射3种方式,从温度高的地方跑到温度低的地方,所以倒上一杯热水,很快就变凉了。

保温瓶的里面有一个双层玻璃制成的瓶胆。这两层玻璃之间没有空气,是真空的,能阻止热通过传导对流的方式散发掉。瓶胆的内外壁表面都涂上了水银。内壁的水银就像两面镜子,使瓶内的热来回反射,而不肯向外辐射散热。外壁的水银能把外面的辐射热反射回去。这样,保温瓶的里面和外面的热就不能互相传递了。

在保温瓶里装上热水,热没有办法跑出去,只好老老实实地呆在里面,所以水凉得很慢。同样道理,外面的热也不容易进到里面去,因此用保温瓶装冰淇淋,很长时间也不会融化。

[我还想知道]

在我们的周围充满了气体。这些气体就是空气。我们虽然看不见它,也摸不着它,但是可以通过它流动时所产生的风而感觉到它的存在。

空气中最主要的成分是氧气和氮气。氧气约占空气的21%,氮气约占78%,剩下的1%是二氧化碳、一氧化碳、氩等气体。

筷子伸进水里经过折射看上去像是折断的吗?

光是沿着直线传播的,可是这并不是说光的传播方向永远不会改变。比如说,当光遇到镜子一类的反光物,它会掉过头来朝另外一个方向跑。这时,镜子就是光的一个新起点,它仍然沿着直线传播,只不过方向与原来的不同。我们把这种现象叫做光的反射。

光如果从两种密度不同的物质中通过,那么在这两种物质交界的地方,光的传播方向也会发生改变,这叫做光的折射。

光从空气中进到水里,因为水的密度比空气大得多,于是,在水和空气相交处光发生了折射,不再沿着原来的方向传播。把筷子伸进水里时,我们眼睛看到的是水下那部分已经发生折射后的光线。这股光线当然不会与水面上的光线成一条直线,所以筷子虽然没有断,可是看起来却像是断了一样。

[我还想知道]

两边薄、中间厚的放大镜也是利用光的折射原理使我们觉得这个物体比原来的大了许多。

光从密度大的水中进入到密度小的空气里,也会发生折射,所以在水中看岸上的东西会发生错觉。

肥皂泡的色彩是反射太阳光的结果吗?

在阳光下,托起肥皂泡,就会发现,原本是白色的肥皂泡变得艳丽起来。其原因何在呢?

肥皂膜是无色的,就像一张透明的玻璃纸,它非常薄,有正面和背面。阳光射到肥皂膜上,在其正面和背面都会产生反射。当阳光穿过正面,到达背面,便立刻反射回来;反射回来的光线回到正面,又会引起一定的反射。由于肥皂膜极薄,两股反射的光线,就可能重叠起来,在肥皂膜不同厚度的地方,有的光会增强,有的光会减弱,甚至消失。而阳光是由7种单色光组成的,若在肥皂膜某一片正好使两股反射回来的红光相抵消,在这个地方就看不到红光,而是蓝绿色。而在其另一部分,某种色光得到加强,呈现出来的就是另一种颜色。正是由于这个原因,肥皂泡才显得五颜六色。

[我还想知道]

肥皂溶解在水中以后,它们分子之间的力还很大,当用一根管子沾上一点吹进空气后,会形成一个很结实的膜,这就是美丽的泡泡了。如果空气量增加到一定程度,膜就破了。

用一根管子沾上一些洗衣粉水,也会吹出美丽的泡泡。

装有水的纸杯不会燃烧是因为水吸走了火的热量吗?

小朋友们都知道纸遇到火就会被烧毁,但是,如果用比较厚的纸做成一个不漏水的杯子,用一根毛衣针穿过杯口边缘,毛衣针的两头搭在两只瓶子上,杯中装半杯水,在纸杯下面点燃一支蜡烛。过会儿,水烧开了,而纸杯一点儿也没烧坏。这是为什么呢?

原来,在纸杯下点燃蜡烛,杯里的水吸走了传到纸上的热,水温便升高了,水热到100摄氏度开始沸腾,在正常大气压力下,水温不会再升高,因此在水蒸发干以前,纸杯达不到燃烧的温度,纸呢,也就不能燃烧,不信,你自己就动手试试看。

[我还想知道]

在地面上,任何物体受到的压强都是一个大气压。从地面往下走,愈往深处走,气压愈大,水的沸点也就愈高;深度平均每增加一公里,水的沸点就提高摄氏三度。

在相反的情况下,水的沸点也会降低。我们在高山上不容易把饭煮熟,就是因为高山上气压低,水不到摄氏一百度就沸腾的缘故。

刚烧开的水上面比底下热是因为水蒸气上升的缘故吗?

水壶里的水刚烧开,你敢把手伸进去吗?没有人去做这样的傻事。但是你敢去摸刚烧开的水壶的底吗?不敢,这不是比把手伸进开水里更烫吗?其实不是这样。你只要懂得这方面的道理,你就敢去摸刚烧开的水壶底了。

原来液体在受热的时候,它的体积也会膨胀起来,密度也就相对的小了。对于同样体积的两部分液体,密度小的那一部分比较轻;在同一液体中,轻的部分就要浮在上面。

水在刚刚烧开的时候,壶中各部分水温度还没有完全到摄氏一百度。当我们把壶由火上提下来时,壶底沸热的水已升到上部,较冷部分的水下降到壶底,因此最热部分的水在最上面,再热就要化成水蒸汽逃到壶外去了。

[我还想知道]

如果水壶里的水已经开得很久了,那么,你千万不要再去摸水壶的底,因为这时候整个水壶里的水已对流过了,壶底部分热得跟上面的水一样烫手。

水刚烧开时水壶底部却是另一种情况,那里的水温低于摄氏一百度,所以当壶里的水刚刚烧开时,我们用手去摸摸壶底,就感到不大烫手了。

水到沸点就不再升温是因为水蒸汽带走了热量吗?

在平常的气压下,水烧到将近摄氏一百度,就会沸腾起来了。也许你会以为,要是把火烧得更旺些,那么开水的温度该超过摄氏一百度了吧!果真是这样吗?假如我们有一个特殊的温度计,来测量开水的温度,你就会知道,不管怎样加大火力,温度计里的水银再也不上升了,还是停留在摄氏一百度。

水沸腾起来的时候,虽然它还是不断从火焰那里大量的吸收热量,但是,它同时也变成蒸汽跑到空气里去。每一克水分子化成蒸汽,都要带走五百多卡的热量。这时候火焰把热量一传给水壶,立刻就被水分子带到空气中去了。壶里水的热量不能积聚下来,温度自然就升不高了。尽管你加大火力,但是所增加的热量,只不过使更多的水蒸发罢了,水的温度是升不上去的。

不过,要使水在沸腾的温度升高,也有一个办法,那就是增加气压。因为作用在水面上的气体压力,总是竭力阻挡着水分子溜到空气里去。气压愈高,水要抵抗气压而开始化成蒸汽,就必须有更高的温度才行。因此让气压增加,水的温度也就升高了。

[我还想知道]

如果使水承受的压力更大,沸点也就更高。像十四个大气压的蒸汽锅炉,它里面的水要到摄氏二百度才会沸腾。

在世界的最高峰——珠穆朗峰的峰顶烧水,只要烧到七十二度左右,水就会沸腾了。

水柱是因为受到了地球的引力而分散成小水滴吗?

我们把自来水龙头打开一点点,就有一股细水柱从水龙头里流出来。假如流出来的水量始终是保持同样的数量,那么这股水似乎应该一直以同样粗细的水柱往下流,可是事实却不是这样,水柱流到了下面就分散成了水滴。

我们知道地心对任何东西都有吸引力,如果从二楼的窗口轻轻丢下一粒小石子,就可以发现小石子愈往下落,速度愈快。因为物体受到地心吸力往下落时,它的速度是越来越快的,这种运动叫做加速运动。水柱也是由于受到了地球的吸引力而分散成了水滴。

[我还想知道]

吹足了气球过些时间就小了,这是因为尽管气球看起来不透气,其实还是有许多很小的孔。我们硬将气吹进去,里面的压强比外面大,因此气就会从小孔中慢慢跑出来,时间一长,气球就缩小了。

吃饭时看电视,电视会将大脑的注意力吸引在电视上,血液会涌向大脑,肠胃得不到大脑的指挥而“罢工”,久而久之会引起消化不良甚至胃病。

水斗里的水是由于水流中夹杂着空气而发出咕噜声吗?

我们知道,水斗里的水从放水孔流出,经排水管再到达下水道。在放水时,由于水斗里的水位比下水道水位高,因此水流很急,在放水孔处就形成了一个低压区。当水斗里还积有一些水的时候,四周的水向放水孔汇集,我们可以明显看到放水孔上由于汇集而形成的旋涡。因此,在放水孔以下的一段管子里,水流是十分紊乱的。水流的互相作用会引起水的振动,发出“哗、哗”的流水声。但是,由于管内充满着水,这种声音只能在水中传播,并很快被水吸收,所以不易听到。

在槽内积水即将放完时,旋涡使流入放水孔的水尽量贴管壁旋转而下,在旋涡的中央形成了一段空气柱。由于管内紊乱的水流夹杂着空气,水流和空气的作用使空气发生强烈的振动发声,这种声音还由于空气柱的“共鸣”而大大加强。所以,当水斗里的水放完时,我们就会听到咕噜噜的怪声。

[我还想知道]

人和动物在长期的进化过程中,逐渐适应了当地的环境,使体内外所受的压力相等,所以在一般情况下就感觉不到大气压力的作用了。

生长在海洋深处的鱼类,在那里受到的压力比海面上大几百倍,但由于长期演化,它们已适应这种环境。如果把捕获的深海鱼拿到船上或陆地上,这些鱼就会从里向外胀破,这是因为鱼在地球表面所受的压力比在深海中所受的压力小得多的缘故。

磨刀的时候加水是为降温以免损坏刀吗?

在严寒的日子里,手指常常僵硬得不听使唤,这时候我们往往把两手来回摩擦,慢慢的手就暖和起来了。摩擦生热的原理,人类很早就应用在实际生活中了,钻木取火就是一个很好的例子。

磨刀的时候,刀在磨刀石上来回的磨,就产生出很高的热;如果在砂轮上磨刀,那热度就更高。刀在制造的过程中,为了增加钢的硬度,一定要经过淬火,而磨刀时发生的热,起了退火的作用,使钢的硬度减低。

怎样才能既磨了刀,又不损坏刀呢?也就是说,怎样去解决摩擦中产生的高热问题呢?只有请水来帮助了。

磨刀的时候,因为加了水,所以摩擦的高热,也转嫁到水里去了,而水在高热下蒸发着,这样就避免了刀因过热而损坏。在磨刀石上用手磨刀的时候,我们只要加点水就够了,因为这样磨的速度毕竟很慢,热量也就不大。

[我还想知道]

摩擦,究竟能产生多大的热呢?这个问题很难用一句话来回答。只要看看夜空的流星,就可以获得一些启发,流星的燃烧,就是熔点很高的星际物质在空气中摩擦的结果!

火箭高速度在大气中飞行的时候,外壳常常会因摩擦发热而损坏,科学家将一些液体材料,贮存在火箭壳里,壳上开了细孔,当火箭过热的时候,液体通过细孔蒸发出来,这样就降低了火箭外壳的温度,而能够保证火箭的安全飞行。

纸放久了发黄是木素和色素产生变化的结果吗?

当你拿出几年前看的小人书或者几年前的报纸时,会发现这些旧报纸、旧书籍又黄又容易破。这究竟是怎么回事呢?

造纸的原料是纸浆。纸浆里主要是植物的纤维,但里面也夹杂着一些木素和色素。纯净的纤维素颜色是洁白的,而木素不仅会变颜色,而且会变得又硬又脆。在生产过程中,虽然工人们尽量设法去除这些影响纸张寿命的木素和色素,但它们仍难免留存在纸中。当纸放久以后,木素在阳光的照射和空气的氧化下,逐渐发生了变化;在此期间,色素也会发生变化,这时纸张就会变得又黄又脆了。

[我还想知道]

造纸术是我国古代发明家蔡伦发明的。公元285年,我国的纸张和造纸术开始传到越南和朝鲜等地。

公元610年,中国的造纸术传入欧洲,给欧洲的文化带来了革命性的变化。过去,欧洲人的《圣经》是写在羊皮上的,据说抄一部《圣经》要用300多张羊皮。后来用中国发明的纸张,就省事多了。

汽水里的二氧化碳向外跑就出现了气泡吗?

打开汽水瓶,会看到里面气泡翻腾,这是由于汽水中含有的二氧化碳气体造成的。