中华学生百科全书-第515章

按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！


养液，给钢笔灌墨水，农业灌溉中常用的“虹吸现象”，新型墙壁上的挂衣
钩等等很多方面都是巧妙地利用了大气压强，为人类生产、生活、学习和科
学研究服务。
想一想，你身边有应用大气压强的实例吗？人们经常应用拔火罐的方法
来给人治腿痛。这是不是也应用了大气压强呢？

大气压的发现

大气压强的发现跟抽水机的使用是紧密相连的。
在古代，人们已经会用吸取式抽水机抽水了。那时人们用“自然害怕真
空”的说法，解释水在抽水机中随活塞上升的现象。而对这种现象的真正原
因——大气压强的作用，是不知道的。
1640　年，随着生产的发展，在意大利的繁华商业城市佛罗伦萨，人们想
用抽水机抽出深度在　10　米以上的矿坑中的水。结果发现，水只能吸到大约
10　米的高度。技师们想尽了各种办法，使活塞跟筒壁紧密配合，但仍然不能
使水升得更高。
技师们向当时的大科学家伽利略求教，伽利略因年老多病，不能仔细考
察和研究这个问题。但是，他指出：如果水在抽水机中能升高　10　米，那么，
比水轻的油，应该升得更高。比水重得多的水银，上升的高度应该比　10　米少
得多。
伽利略去世后，他的学生托里拆利继续研究这个问题。他用玻璃管代替
不透明的金属圆筒，用水银代替水作实验。实验结果，跟导师伽利略的预料
完全相符。水银在玻璃管中上升的高度，只有水上升高度的　1／14　左右。在托
里拆利实验中，玻璃管内水银的上方就是真空。这说明自然界是可以产生真
空的，自然害怕真空的说法并不成立。
托里拆利的实验，不仅揭示了大气压的存在，而且测出了大气压的大小。
在大气压的作用下，水在抽水机中上升的最大高度大约为　10　米左右。

“钻”冰取火

冰一般存在于　0℃以下的环境中，给人以寒冷的感觉，可以用它来冷却
食物或制成冷饮，如冰镇汽水、冰镇啤酒之类。但冰还可以用来引火、取暖，
你大概就不知道吧！
用“冰”取火，这绝不是天方夜谭，也不是梦想。早在　18　世纪，人们就
开始探索用冰取火的方法。法国著名的科幻小说家儒勒·凡尔纳在他的小说
《哈特拉斯船员历险记》中，就有用冰取火的描写。南极考察队的队员们，
在丢失火种的情况下，他们面对寒冷和饥饿的威胁，开动脑筋，终于用“冰”
重新取得了火种。
人们常听说钻木取火，而用冰是如何来取火的呢？这就涉及到物理中几
何光学的原理了。光通过两种媒质的界面时，要发生折射。凸透镜（会聚透
镜）是一种光学元件，它对光有会聚作用。让一束平行光通过凸透镜，光线
会聚焦成点，即平行光聚焦法，并且使热量集中到焦点上。如果在焦点处放
些易燃物质，易燃品就会燃起来。
“钻冰”取火，就是利用凸透镜对光的会聚作用。人们取大小适度的一
块冰，首先将冰磨制成一面凸透镜。然后，利用太阳光找到冰凸透镜的焦点，
便可利用此冰凸透镜引燃火种。这就是所谓“钻冰”取火的奥妙！
中学生们，如果手边有一个放大镜（凸透镜），可以利用，你会采用平
行光聚焦法，试一试把白纸烧黑点燃吗？你能用冰磨制一块凸透镜吗？你能
“钻”冰取火吗？我建议你亲自试一试。

高原速写

听说高原气候会带来许多奇怪的现象。比如在高原生长的一些人，两颊
绯红，十分好看，又比如，在高原烧水怎么烧水也开不了。
你是怎么理解“水烧不开”的呢？
答：首先对“水开”的定义要有一个统一的认识，不然，谁说都有理。
“水开”应指在　1　个大气压的平地上，水加热到　100℃沸腾这种状态。
在高原，由于气压低，因此沸点就降低，不到　100℃水就沸腾了。你说：
“没有开”也不合适，因为照样有气泡产生，水在沸滚，只不过是这时的水
不到　100℃，沏茶沏不开，水中的微生物也没有杀死。
为了使高原的水能真正烧开，即让它在　100℃时才沸腾，就必须使用高
压壶或高压锅，这样水的沸点就只决定于高压壶中的水蒸气的压强了，而与
外界大气压无关。

冰展

这不是“冰灯展”，也不是“冰雕展”，更不是“冰的艺术节”。而实
实在在是一个“冰的物理展”。
展台上标着各种温度下的冰，有等于摄氏零度的冰，也有低于摄氏零度
的冰，还有高于摄氏零度的冰。
还展出了“冰、水一体”，“冰上浮冰”，“干冰升华”等节目。
请你想想，上述一些现象你都能清楚吗？
答：正常一个大气压下水在摄氏零度冻成冰；盐溶液的熔点较低，饱和
的盐溶液可以到…18℃才冻成冰；在高压下，水在高于摄氏零度的情况下才结
冰。
“冰、水一体”是　0℃时冰和水的混合物；“冰上浮冰”显然是两种不
同密度的冰，实际上指在…78．5℃时冰上浮着一块“干冰”，因为CO2在…78．5
℃时可成为固体；“干冰升华”是指固体　CO2不经液化而直接汽化。

棉花糖

一小勺白糖加工以后能变成一大团“棉花”，虽然味道并没有太大改变，
但是小孩都喜欢边吃边玩。你知道棉花糖是怎么加工成的吗？假如用一小勺
盐，你能不能加工出“棉花盐”？
答：一小勺白糖一边加热融化，一边放在一个转动的离心机上，于是成
为粘液的糖液被甩了出去，然而甩出去的糖液又在空气中冷却，形成了细细
的糖丝。因此，一小勺糖可以加工成一大团棉花糖。
由于糖随温度变化时，它的形状变化很复杂，必须在一定的温度范围才
能形成粘性最大的状态，如果超过这个温度，糖就会焦化。也就是说，糖是
一种非晶体物质，它没固定的熔点。但是盐与糖不同，盐是晶体物质，它有
固定的熔点，低于这个温度是固态，高于这个温度是液态，所以不可能甩出
细丝来，至多只能甩出细细的盐花来。

阿凡提新传

阿凡提准备买一大块冰，回去给农研小组的同志做实验。他来到人工制
冷场，开票的人问他：“你带口袋了吗？”阿凡提答：“没有。”又问：“你
带网兜了吗？”“也没有。”“你准备用两手抱回去吗？”“不。”开票的
人又问：“那你准备怎么拿呢？”阿凡提笑嘻嘻地从衣服口袋里取出一根半
米长的绳子说：“瞧，就用它。”大家都觉得很奇怪，可是阿凡提真的用绳
子把冰提了回去。
你知道他是怎么做的吗？
答：他把绳子放在冰上，一端留在外面。然后沿绳子的部位撒上盐。这
样，由于盐水的融点较低，所以沿绳子部位的冰融化，绳子慢慢勒进冰中。
但是由于盐的成分逐渐向四周扩散，周围的低温也向绳子部位传导，绳子周
围便重新结上了坚硬的冰。于是绳子就与冰块冻在一起，而它的另一端留在
冰的外边，这样阿凡提就可以提着冰回去了。

无独有偶

东村有个阿凡提，西村有个阿小提。话说那个阿小提并不是阿凡提的亲
戚，但十分钦佩阿凡提的聪明，于是自己改名为阿小提。每次阿凡提有什么
“新节目”时，阿小提也总会跃跃欲试。这天，阿凡提提着一大块冰路过西
村，阿小提回屋里，冥思苦想，终于也用一根细线提着一大块冰糖走了出来。
大家都夸阿小提聪明。阿小提是怎么做的呢？
答：阿小提用细线提冰糖的办法是很简单的：用一个烧杯烧水，加热到
70～80℃，在水中不断地加进糖。由于水的温度越高，糖溶解得越多、加糖
加到刚刚不能再溶解为止，也就是制成糖的饱和溶液。这时再略为升高一点
温度，并用细线系上一粒小的冰糖粒，挂在糖溶液的中间。撤走电炉，使糖
溶液逐渐降温。由于温度降低，饱和溶液中的糖就会析出，而且由于细线上
的冰糖成为一个晶核，析出的糖都会沉积在那上面，最后糖水降至室温，细
线上就成了一大块结晶的冰糖。

气功的魔力

多思看过一次气功师的表演，气功师把一个未开封的药瓶拿在左手，右
手发功。随着他右手上下移动，只见瓶内的药片纷纷落下。表演完毕，打开
封盖，瓶内少的药片数量正好等于掉出来的药片的数量。
后来又有一次机会，气功师要把封闭在玻璃管里的一根铁丝变出来。气
功师又在运气，这时多思看得出神。正遐想之际，只见气功师已表演完毕，
铁丝已从玻璃管中拔出，玻璃管仍然完好无损，可是还有一截铁丝断在玻璃
管内，好像拉断的一样。
回到家里，多思左思右想：气功师凭什么本事能把东西从瓶子里取出来，
可是瓶子还完好无损呢？他忽然联想到杨老师在课堂上的表演，把一块冰切
开了又合上了。对！准是气功师发出了一种能量，传给了玻璃瓶内的药片；
当药片经过玻璃瓶时，这个能量足以使玻璃融化；而等到药片一出玻璃瓶，
玻璃又凝固成原来形状。那根铁丝断在玻璃管内不也正是证明了这个道理
吗！
多思的想象力太好了，可谁又能说他的想法没有科学根据呢？或许他的
猜想会被进一步证实的。

车辆驾驶中的物理学问

老司机王师傅在给徒弟小刘传授山路驾驶经验时说：“在走盘山公路时，
上坡要用低速档，将车速减慢，下坡时要半踩刹车，控制车速不能太快，拐
弯处车速不能太快。精力要集中，一定要注意行车安全，杜绝事故发生。”
王师傅的话是有一定道理的。车辆驾驶中，有很多物理知识，这里仅谈几点。
大家知道，一部汽车的额定功率是不变的。
根据物理学公式：
P＝F·V（1）
其中　P　是汽车的额定功率，F　是汽车的牵引力，V　是汽车行驶的速度。
汽车上坡时，速度减慢，即　V　变小。由（1）式可知，P　不变，汽车的牵
引力　F　必然增大。这样汽车的牵引力　F，可以克服