‹ 生活之中有科学6/16 章 · 3884 字

第6章 第四部分

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%的惰xìng气体、约%的二氧化碳、约%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xìng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yè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yè氮制造低温环境,如有些超导材料就是在经yè氮处理后的低温下才获得超导xìng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4 000万吨氮。 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shè,同时进入毛细血管,随血yè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shè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 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。 秦始皇陵兵马俑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、han光bī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xìng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xìng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xìng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rǔ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xìng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yè流经肾小球时,血yè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yè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yè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yè。 尿yè的形成是连续不断的,尿的排出是间歇的。当膀胱里的尿yè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yè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yè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yè的颜色并不是一成不变的。尿yè的颜色有时是黄褐色,有时是淡黄色,有时几乎是无色的。尿yè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yè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yè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yè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”。 干冰棉花与zhàyào 棉花确实可以用来制造zhàyào。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bàozhà。人们把棉花与浓硝酸以及浓硫酸混合作用后,就可以制成zhàyào。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bàozhà力。 为了降低这种zhàyào的bàozhà速度,人们把棉花浸在yè态氧里,做成yè氧zhàyào,用雷管引bào,这样,它的脾气不太“火bào”,但bàozhà起来威力更大。 最早的zhàyào是黑色火yào,它是9世纪初由中国炼丹师们发明的。后来火yào由蒙古人和阿拉伯人传入欧洲。直至19世纪,黑色zhàyào一直是世界上唯一的bàozhà材料。 诺贝尔18世纪以后,化学作为一门科学有了迅速的发展,为zhàyào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xìng能更好、威力更大的bàozhà材料,使各种新型zhàyào不断涌现。 1887年,为研制zhàyào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yào。他还将硝酸铵加入zhàyào,代替部分硝酸甘油,制成更加安全而廉价的“特强黄色火yào”。诺贝尔后来立下遗嘱,设立了诺贝尔奖。 (本章完)

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