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第四部分 科学小阅读
油锅取物的秘密
相信同学们在电视上或现实中看过江湖艺人表演的一个精彩的戏法,叫作“油锅取
物”。具体过程为:把一口盛满植物油的大锅架在炉火上加热,这时候江湖艺人请一位观
众上台用勺子舀一勺锅里的油泼到炉火上,火苗“嘭”的一声窜起很高,这是为了证明油
锅里确实是油。然后江湖人向这位观众借了五枚硬币扔到锅里,紧接着又从水壶中撬下
一块水垢扔到锅里。一分钟后就见油沸腾了。这时表情夸张的江湖艺人卷起自己的衣
袖,把手插入沸腾的油锅中,把硬币一枚一枚地捞出来,在水盆里洗净交还给了观众。这
个表演博得了场下观众的热烈掌声。那么,江湖艺人是否真的艺高人胆大,练就了一身
钢筋铁骨,不怕滚烫的沸油呢 当然不是。其实这个江湖戏法的原理很简单,下面就让
我们用科学知识来揭示这个戏法的秘密。
秘密1:油锅中真是“油”吗 江湖艺人用来表演的油锅中其实不只是植物油,他在倒
入植物油之前还向油锅中倒入了食醋。由于食醋的密度比植物油的大,所以食醋会在油
的下层。那位观众舀的一勺油就是上层的植物油而不会舀到下层的食醋。
秘密2:油锅中的油真的“沸腾”了吗 戏法中的“油锅沸腾”确实非常逼真,但那却不
是植物油在沸腾,而是植物油下层的食醋受热迅速汽化,以气体的形式穿过油层往上冒,
使植物油的表面形成如水滚开一样的沸腾状。为什么会出现这种现象呢 因为食醋的
沸点在40℃~70℃之间,而植物油的沸点一般在220℃以上,所以在加热油锅中的“油”
时,首先受热的是下层的食醋,而上层植物油温度的升高只能靠食醋传导热量,也就是说
当食醋已经开始沸腾时,上层的植物油的温度也不会太高。这时快速地把手插入沸腾的
“油”中取物,手是不会被烫伤的。
秘密3:为什么江湖艺人要向油锅中扔一块水垢 水垢的主要成分是碳酸钙,水垢沉
到锅底,遇到食醋后,碳酸钙就会和食醋反应放出二氧化碳气体,而二氧化碳气体就会以
气泡的形式往上冒出,使油锅沸腾的假象更加逼真。
以上揭示的就是“油锅取物”这个戏法的秘密。那么,要想做好这个戏法,我们还要
注意哪些要点呢
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要点1:植物油和食醋的比例要适中。植物油和食醋的总量可依表演场合的不同而
增减,但油醋比应控制在3∶1左右。如果食醋太少,很快就会被汽化蒸发,这时油的温
度就会升高得很快,会对插入的手造成烫伤。如果食醋太多,则不容易被汽化,而当大量
食醋开始汽化时,食醋蒸汽的温度也是很高的,也会导致烫伤。
要点2:注意观察油锅里冒出的白雾,当白雾刚开始冒出时,说明食醋刚开始被汽化,
这时油锅里的油还不热,这时把手伸进去,温度适宜,不会烫伤手。当有大量白雾冒出
时,说明锅底的食醋已所剩无几,油的温度已开始升高,这时也能把手插入,但要快进快
出。当油锅里没有白雾冒出时,这时冒出的气泡也会很少,说明食醋已完全汽化,而油温
就会很快升高,这时候的油就是真正沸腾了,如果这时候我们把手插入油锅,就会造成严
重烫伤。
要点3:要注意炉火的大小,炉火不能太旺,防止食醋被过快汽化掉,火苗不能太高,
防止火苗在锅外窜过食醋层。
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道路结冰或有雪时,人们为什么要在路面上撒盐
道路结冰或有雪时,我们常常会看到人们在路面上撒盐,这是为什么呢
这是因为撒盐增加了凝结核,这和人工降雨(打到空
中的干冰———固体二氧化碳,在升华时吸热降低温度,增
大了乌云中水蒸气的过饱和度,又加上提供了凝结核,导
致水蒸气快速变成雨滴)的原理很类似。当路面有雪时,
其实雪是在不断融化和凝固的,只不过两者速度相等,所
以始终保持固态! 我们都知道盐水的凝固点比水要低,
撒上盐以后,雪周围的水就变成盐水,因此就凝固不了了。这样雪就会不断融化,而不能
再凝固回去,所以就越来越少了。
还有一个原因就是撒盐后,提供了凝结核,使得温度稍微高于0℃就开始融化,另外
盐水溶液熔点一般都低于0℃,两者原因综合一块导致了撒盐更容易化雪(如果溶液里含
有20%的盐,它的冰点就会降低到-16℃)。利用盐冰点低的特性,在寒冬,可用盐防止
公路路面、机场跑道结冰。
此外,盐的最大特性就是吸水(例如我们穿的有汗水的衣服就很容易潮湿,这说明盐
的吸水性极强),盐撒在雪上会融化还有一个重要的条件就是被撒的盐的温度要比雪的
温度高得多,因为盐的存放多数在室内,比如盐场露天的盐堆上的雪就不容易化,这说明
我们撒的盐的温度已经高于雪的温度,这是让雪融化的条件。因为晶体的熔点与它是否
纯净、含杂质的种类多少有关,所以这也是撒盐后冰熔点降低的一个原因。
总结一下道路结冰或融雪时所用的食盐的一些化学
特性:①可溶性:食盐很容易溶解在水中,这是一个很常
见的物理现象。②吸潮性:盐的表面通常被一层薄膜状
的饱和盐溶液所包围,当这层薄膜溶液的蒸气压低于空
气中水蒸气分压时,食盐就吸附空气中的水分而潮解,反
之,当高于空气中水蒸气分压时则呈现干燥状态。当然,
这只是在食盐被暴露在空气中才有的现象,密闭在包装袋中与周围空气隔绝的食盐是不
会潮解的。③盐水的溶液冰点低。
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冰雕的艺术
冰雕艺术是一种以冰为主要材料来雕刻的艺术形式,中国东北是冰雕发展最好的地
区,其中最有名的是哈尔滨冰雕展,冰雕展规模一年比一年大,雕刻的主题也越来越丰
富。在烹饪艺术上,冰雕也是相当常见的题材,特别是在亚洲。因为材料的可变性和挥
发性,冰雕表现出了许多难点,要仔细选择适合冰雕的冰。理想的冰雕应该由纯净的水
制成,这样才有很高的透明度,包含尽量少的气泡。冰雕雕刻时温度和速度也需要考虑,
以避免冰的融化。如果不是在严寒地带做冰雕,通常需要到大型冰库里去雕刻。因此在
热带地区,冰雕是不常见的。
在中国,东北是冰雕发展最好的地区,其中最有名的是哈尔滨冰雕展。每年都有相
当多的游客拜访,而且规模也一年比一年大,不仅是参展的艺术家变多了,而且以冰来雕
刻的主题也变得更丰富,有用现代科技镭射装饰的冰雕,最传统的冰灯当然也不会少。
由于东北严寒的气候,冰随手可得,因此雕刻的体积也变得越来越大,有以冰建筑为主
的,名副其实的冰雕世界,如城墙、溜梯等。哈尔滨也是举办国际冰雕比赛的重要城市
之一。
艺术冰雕是近几年来风行海外的一种庆典礼仪形
式。具有浓郁的文化和艺术气息,并将传统的冰雕文化
引申到商业领域,创意出现代礼仪冰雕,开业庆典冰雕,
商务发布冰雕,剪彩注酒冰雕,主题开光亮灯冰雕,破冰
亮牌冰雕,中英文字体冰雕,婚庆天使迎宾冰雕,爱心新
人注酒冰雕,敲冰取戒冰钻,酒会冰容器,酒窖冰塔,冰吧
台,酒吧冰雕,现场冰雕表演……把冰雕引申出一种新的时尚都市文化。我们制作的冰
雕经常在周年庆典、启动仪式、开业典礼、楼盘开盘、明星见面会、婚庆、生日宴会、朋友聚
会等各种大型喜庆场所亮相。目前庆典、广告、宴会用冰雕是需求最广的,下订单的客户
多是星级酒店、大宾馆、高消费的娱乐场所和可举行大型会议及商务洽谈的单位或高档
商务会所机构。在庆典或宴会厅的中心放置一块晶莹剔透的冰雕,不但可以为客户在人
们的心里留下深刻的印象,创造更大的广告效益,还可以深化庆典的主题,提升庆典的品
位,更好地烘托庆典的气氛,彰显时尚魅力,从而成为庆典的压轴曲!
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海水晒盐
海水晒盐是指通过一系列工艺,将海水中的水分蒸发,得到海盐。从海水中提取食
盐的方法主要是“盐田法”,这是一种古老的而至今仍广泛沿用的方法。使用该法需要在
气候温和、光照充足的地区选择大片平坦的海边滩涂,构建盐田。
盐田一般分成两部分:蒸发池和结晶池。先将海水引入蒸发池,经日晒蒸发水分到
一定程度时,再倒入结晶池,继续日晒,海水就会成为食盐的饱和溶液,再晒就会逐渐析
出食盐来。这时得到的晶体就是我们常见的粗盐。剩余的液体称为母液,可从中提取多
种化工原料。简单的提盐步骤概括为海水→蒸发池→结晶池→粗盐、母液。现代食盐制
造使用的是“真空制盐”技术,纯净的盐水注入蒸发罐,高温蒸汽通过热交换方式给盐水
加热,使盐水中的水分蒸发掉,盐就结晶出来了。科学家又运用了液体在低气压条件下,
沸点降低的原理,采用降低蒸发罐中气压的方法,降低热能的消耗,使盐尽快结晶出来,
这就是“真空制盐”技术。
制盐是连续生产的,刚生产出来的盐还是一种盐浆。要用离心脱水的方法甩去多余
的水分,返回到蒸发罐中回收利用。脱水后的盐还是湿盐,要用干热的压缩空气吹干。
干燥后的盐如果是用于工业生产的,就可以包装发运了。如果是用来食用的,还得有一
个关键的工序———“加碘”。人如果缺碘就会患上“碘缺乏症”———大脖子病。加碘后的
食盐经过包装,运输,然后才能走进千家万户,走进我们的生活。
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空气污染
空气污染,又称为大气污染,按照国际标准化组织的定义,空气污染通常是指:由于
人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到足够的时间,并
因此危害了人类舒适、健康的环境现象。
换言之,只要是某一种物质其存在的量、性质及时间
足够对人类或其他生物、财物产生影响的,我们就可以称
其为空气污染物,而其存在造成的现象,就是空气污染。
空气污染源就是空气污染物的来源,主要有以下几个:
1.工业:工业生产是大气污染的一个重要来源。工
业生产排放到大气中的污染物种类繁多,有烟尘、硫的氧
化物、氮的氧化物、有机化合物、卤化物、碳化合物等,其
中有的是烟尘,有的是气体。
2.生活炉灶与采暖锅炉:城市中大量民用生活炉灶和采暖锅炉需要消耗大量煤炭,
煤炭在燃烧过程中要释放大量的灰尘、二氧化硫、一氧化碳等有害物质污染大气。特别是
在冬季采暖时,往往使污染地区烟雾弥漫,呛得人咳嗽,这也是一种不容忽视的污染源。
3.交通运输:汽车、火车、飞机、轮船是当代的主要运输工具,它们烧煤或石油产生
的废气也是重要的污染物。特别是城市中的汽车量大而集中,尾气所排放的污染物能直
接侵袭人的呼吸器官,加剧城市的空气污染,成为大城市空气的主要污染源之一。汽车
排放的废气主要有一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和碳氢化合物等,前三种物质危害性很大。
大气污染的类型很多,已经发现有危害的达100多种,大气污染物根据化学物理性
质的不同可分为:
1.还原型污染:常发生在以使用煤炭和石油为主的地区,主要污染物有二氧化硫、
一氧化碳和颗粒物。
2.氧化型污染:汽车尾气污染及其产生的光化学污染。
3.石油型污染:主要来自汽车排放、石油冶炼及石油化工厂的排放,包括二氧化氮、
烯烃、链烷、醇等。
4.其他特殊污染:主要是从各类工业企业排出的各种化学物质。
大气污染物对人体的危害是多方面的,主要表现是呼吸道疾病与生理机能障碍,以
及眼鼻等黏膜组织受到刺激而患病,是造成老年人哮喘的慢性因素,使其肺气不足导致
体力下降。
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热气球的故事
热气球是一个比空气轻,上半部是一个大气球状,下半部是吊篮的飞行器。热气球
是利用加热的空气或某些气体比如氢气或氦气(它们的密度低于气球外的空气密度)产
生浮力而飞行。热气球主要通过自带的机载加热器来调整气囊中空气的温度,从而达到
控制气球升降的目的。热气球的基本原理是热胀冷缩。当空气受热膨胀后,比重会变轻
而向上升起。热气球的唯一飞行动力是风。对于环球飞行的热气球来说,必须选择速度
和方向都合适的高空气流,并随之运动,才能高效地完成飞行。就像环球旅行时需要不
停地换飞机一样,热气球需要搭乘不同的气流,“换气流”时飞行员所要做的就是调整高
度,热气球的高度通常要达到十几千米。
18世纪,法国造纸商孟格菲兄弟在欧洲发明了热气
球。他们受碎纸屑在火炉中不断升起的启发,用纸袋把
热气聚集起来做实验,使纸袋能够随着气流不断上升。
1783年6月4日,孟格菲兄弟在里昂安诺内广场做公开
表演,一个圆周为110英尺的模拟气球升起,飘然飞行了
1.5英里。同年9月19日,在巴黎凡尔赛宫前,孟格菲兄
弟为国王、王后、宫廷大臣及13万巴黎市民进行了热气球的升空表演。同年11月21日下
午,孟格菲兄弟又在巴黎穆埃特堡进行了世界上第一次热气球载人空中飞行,飞行了25分
钟,飞越半个巴黎之后降落在意大利广场附近。这次飞行比莱特兄弟的飞机飞行早了整整
120年。在充气气球方面,法国的罗伯特兄弟是最先乘坐充满氢气的气球飞上天空的。
一天中太阳刚刚升起时或太阳下山前一两个小时,
是热气球飞行的最佳时间,因为此时通常风很平静,气流
也很稳定。热气球飘飞速度的快与慢,是由风速的快慢
决定的,因为热气球本身并没有动力系统,飞行速度完全
取决于风速。热气球最大下降速度为6米/秒,最大上升
速度为5米/秒。一只热气球通常携带足够的石油液化
气或丙烷能持续飞行两个小时,但一些因素也影响飞行的持续时间,例如:气温、风速、吊
篮重量(包括乘客)和在当天飞行的具体时间。
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人工降雨
人工降雨是指根据自然界降水形成的原理,人为补充某些形成降水的必要条件,促
进云滴迅速凝结增大成雨滴,降落到地面的过程。
其方法是根据不同云层的物理特性,选择合适时机,用飞机、火箭向云中播撒干冰、
碘化银、盐粉等催化剂,使云层降水或增加降水量,以解除或缓解农田干旱、增加水库灌
溉水量或供水能力,或增加发电水量等。其中的干冰是二氧化碳在达到零下40℃时变成
的固态物质,是包装冰激凌时一起放进去的像冰一样的东西。把干冰撒在云里,干冰吸
收大量的热量,使云层温度下降到0℃以下。云层中的水汽会以干冰为核心凝结成云粒
子。这些云粒子变得越来越重,当达到一定的程度时就会落下来。碘化银、盐粉等催化
剂的原理也类似。
首次实现人工降雨的科学家是美国物理学家、化学家欧文·朗缪尔。1881年1月
31日,欧文·朗缪尔出生于美国纽约市布鲁克林。他从小就对自然科学和应用技术极
感兴趣,他年轻时就有一个伟大的理想:实现人工降雨,使人类摆脱靠天吃饭的命运。经
过深入研究,他终于了解了其中的奥秘。1946年的一天,在朗缪尔的指挥下,一架飞机
腾空而起,飞行在云海上空,试验人员将207千克干冰撒入云海,30分钟后,狂风骤起,倾
盆大雨洒向大地。第一次人工降雨试验获得成功。
中国最早的人工降雨试验是在1958年,吉林省这年夏季遭受到60年未遇的大旱,
人工降雨获得了成功。人工影响云的微物理过程,可以在一定条件下使本来不能自然降
水的云受激发而降水,也可使那些水分供应较多、往往能自然降水的云,提高降水效率而
增加降水量。但不能自然降水的云能供应的水分较少,因此人工催化的经济价值有限。
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地球上没有风会怎么样
风是由空气流动引起的一种自然现象,它是由太阳辐射热引起的。太阳光照射在地
球表面上,使地表温度升高,地表的空气受热膨胀变轻而
往上升。热空气上升后,低温的冷空气横向流入,上升的
空气因逐渐冷却变重而降落,由于地表温度较高又会加
热空气使之上升,这种空气的流动就产生了风。太阳提
供给地球光和热。但是由于多种原因,地球上各处的温
度有所不同,有的地方很炎热,生活在那里的人夏天就像
坐在火炉旁,有的地方又很寒冷,刚刚滴下的水滴马上就冻成了冰。风可以把来自太阳
的热量从地球上比较温暖的地方吹送到比较寒冷的地方,这样就把热量重新分布得更加
均匀。风就像是地球自己的“空调系统”,使得地球有一个非常适宜生物生存的环境。如
果没有风来均衡地球上的热量,地球冷的地方会更加寒冷,热的地方会更加炎热,所以地
球上如果没有风,很多地方的生物就难以生存下去。
如果没有风,人类会灭绝,地球会毫无生机,风是空
气的流动性造成的,没有风也就意味着空气没有流动。
空气没有流动,造成的结果就是灾难性的。洋流不会流
动,雨水不会随着空气进行蒸发流动,海洋就变成死水,
死水会造成物种的灭绝,海洋生物的灭绝,会引发一系列
的连锁反应:①各种物种会陆续灭绝,而人们赖以生存的
食物基础将不再存在。②生态链出现严重破坏,由于没有风,自然无法形成雨水和云层,
水循环无法建立。③没有风无法加快生态进化,为了生存,人类会在短时内进行索取,但
是无风环境导致了自然界无法得到自我净化,自然无法实现环境的自愈。人类的生存环
境会十分恶劣。④人类走向灭亡,由于没有风,自然环境会变得更加恶劣,自然造成生态
的破坏,空气氧气含量降低,直到为零,人类无法生存。
这就是无风的后果,没有风等同于物种灭亡。
【动动小脑筋】
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