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梅乐芝经理的科普文章 (七) (2/3)

于公路铺设、防水密闭材料、建筑结合剂(注意不是柏油,沥青来自石油,柏油来自煤焦油)。澳大利亚昆士兰大学进行了一项沥青滴漏实验,以表明沥青是液体。用了60年时间滴出8滴。

6地球内部都是液体,中心是金属液体,外层是岩石液体,就表面薄薄一层固体。就因为地壳内部是液体,所以地球的薄壳相当于漂浮在液体上,可以移动。我们所能观察的地球历史,就是外壳漂移和沉浮的历史。

7地球表面山的极限。自从印度次大陆撞上欧亚板块后,青藏高原就开始形成,撞击部位形成了喜马拉雅山脉,持续在上升中。那么山脉是否会持续上升,没有终止呢?地壳下面是岩浆液体,当山太高以后,下面承载的岩石受的重力太大就陷入岩浆中,这时山就无法继续升高。估计地球可以承载的山的高度大约20公里。火星有21公里高的山,是太阳系中最高的山。但火星内部已经冷却,无法再让山增高了。同样情况,冰厚度增加到一定程度,压力使得冰熔点降低,出现湖泊。在南极冰层下大约有140多个湖,其中最大的是沃斯托克湖,在冰下4000米。形成时间超过50万年,面积157万平方公里。

8在显微镜下,可以观察水中的灰尘、花粉粒的运动,从侧面可以得知水分子的运动规律,就是没有规律。这一运动称为布朗运动,以英国人布朗命名。

9液体分子之间有吸引力,维持液体体积不变。造成这种吸引力的因素和原子的类型有密切关系。水内部的分子受到各个方向吸引力,但是表面的水分子只能收到下方的吸引力,造成水分子被拉入水中。最终表面的水分子数量达到最小,无法再被吸入内部。就在水表面就形成一层膜,这次膜具有一定韧性,可以让小动物、昆虫在上面奔跑。这层膜的效果就使用表面张力来等效。

在液体与气体(非液体同一种物质)分界面,大量液体分子进入气体,称为汽化。少量气体分子进入液体,称为溶解。当进入的气体分子数量和重新离开液体的气体分子数量相等时,称为饱和溶解,这时候进入液体的分子数量不再增加。此时一定体积的液体中溶解的气体分子总质量称为溶解度。当液体外气体分子的数量减小时,表现为气压强降低,则液体中的气体分子数量会下降,在一个较低水平重新达到平衡,也就是说,气压降低,则气体溶解度下降。当温度升高时,分子活动加剧,气体分子更容易离开液体,也导致溶解度下降。因为溶解度随气压和温度相关,因此给出溶解度时,就得同时给出当时的压强和温度。

固体和气体,也有类似情况,不过只有少量固体可以吸收大量气体,多数固体吸收的气体微乎其微。而固体也可以溶解到液体中,事实上,我们身体的大量生理活动,都是因溶解才得以发生。液体溶解固体,也同样有溶解度,时常伴随着放热或吸热。液体温度升高时,多数固体的分子更易进入液体,溶解度增加,这个和气体完全相反。

思考:

1水中生存着大量动物,除了那些哺乳动物可以从空气获得氧气,其他动物都是从水中获取氧气,这些都是从空气溶解进入水中的。1立方米空气含氧气大约320克,1立方米海水含氧气6克-12克,北极地区海水中氧气含量几乎是赤道地区的2倍。可以肯定,海洋动物的呼吸效率更高。

2海边的渔民在潜水时经常会得潜水病。在潜入海中四十米后,气压增加到五个大气压,空气中的氮气大量溶解进入血液中。当浮出水面时,气压恢复标准大气压,则血液中的氮气大量逸出,形成气泡,堵塞毛细血管,尤其是脑部,引起身体障碍。治疗这种疾病,就让病人进入高压气室,这样氮气泡又慢慢溶解进入血液。等身体无碍后,缓慢降低压力,让氮气慢慢逸出体内,最后可以恢复正常。军队的潜水员则呼吸氧气和氦气的混合气体,氦气的分子是单原子,溶解度随压力基本不变,因此可以自如地在海中上下。但是氦气很贵,一般人用不上。空气中的氦气非常少,工业获取氦气是从存在放射性元素衰变产物的天然气中提取。氦气的密度仅大于氢气,并且不可能燃烧,是安全的气球的填充气。德国制造齐柏林飞艇,由于无法从美国进口到氦气,故使用氢气填充,最后因氢气泄漏燃烧发生灾难。

3盐是人体必需的物品。盐在水中的溶解度随着温度增高变化很小。而和盐伴生的硝随着温度增加溶解度大幅度增加。早期海边产盐(满清以前)是用火加热大锅海水,让盐结晶。后期是置海水于浅池中,让太阳暴晒,大量的盐就结晶而出。内陆的盐池也同样如此,可以夏天产盐,并且冬天可以产硝。

4硝石

(本章未完,请翻页)(硝酸钾,智利硝石:硝酸钠,挪威硝石:硝酸钙,芒硝:二水硫酸钠)溶解于水,吸收大量热,因此可以用来制冰。古代埃及和中国都使用过这种方法。

5汞,常温下液态,俗称水银。可以溶解大多数金属。汞溶解银后形成的合金,用于补牙填充。古代的鎏金技术就是使用汞溶解金,涂抹在器物表面,再加热令汞挥发。最后打磨成型。

6铁、钴、镍的化学性质接近,都可以吸收一氧化碳。一个原子配四个一氧化碳分子。大家可以计算一体积铁可以吸收多少体积的一氧化碳。

二十世纪开始后,物理学进入一个新


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