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初中物理辅导-身边物理学饭菜扑鼻香 在厨房里做饭炒菜，我们在屋外也能闻到饭菜的香味。更有意思的是，有时候锅里的油才烧热，厨房外面的人就闻到了油香。 香味是怎么被人闻到的呢？因为在烹调的过程中，饭菜的分子有一部分被蒸发到空气中，并且渐渐地向四面八方运动，当它们钻进我们的鼻孔时，我们就闻到香味了。这个过程叫做扩散现象。正是气体的扩散作用帮助人们闻到了各种气味。 气体分子很小很小，我们的眼睛直接看不见它们。但是，这些分子的运动是能够间接地观察到的。在太阳光底下，我们可以看到许多尘埃在空气中飘来飘去，上下飞舞，就是受运动着的气体分子碰撞的结果。气体分子的运动是无规则的，互相之间不断地碰撞，不断地改变运动的方向。因为气体分子之间距离比较大，互相撞碰的机会少，所以它们很容易离散开来。有些气体的分子运动得很快，拿氢气来说，它的分子跑得比子弹头的速度还要快上几倍呢。正是这个缘故，气体物质的体积，如果不受外界的约束，就会不断膨胀扩大，扩散开来。 扩散现象不单气体里有，液体里也有。做汤的时候，滴进几滴酱油，即使不搅拌，整个汤里也会逐渐均匀地染上酱油的色泽，并富有酱油的美味。这就是酱油在汤里扩散的结果。 固体之间也有扩散现象。有人曾经做过这样的实验：把一块铅片和一块金片，分别磨光，压在一起，在室温下(20 ) 放置五年，金片和铅片便连在一块，它们互相混合的深度约一厘米。我们知道，在室温下，金和铅是不会熔解的，但是它们的接触面竟生成了一层均匀的铅金合金 ，这就是扩散作用在固体中玩的把戏。 扩散现象生动地证明，无论是那一种形态的物质，它们的分子无时无刻不在运动，当它们互相接触的时候，彼此就要扩散到对方当中去。随着温度的升高，分子无规则运动的速度增大，扩散也加快。 暄松的馒头 馒头，是我国人民的主要食品之一。 制作馒头的关键是发酵。酵母菌可以使面团的淀粉发生化学变化，生成糖、醇和酸等，并且放出二氧化碳气。但是，加热方法如果不适当，比如直接放在锅上烙，由于受热不均匀，只能变成皮硬内软的“烤饼”；要想得到松暄 的馒头，必须请高温蒸汽来帮忙。当人们把揉好的生馒头放进蒸笼以后，高温蒸汽很快把馒头包围起来，从四周给馒头均匀地加热。馒头里面的二氧化碳气受热膨胀，可是又不容易冒出来，只能在里面钻来钻去，于是便胀出许许多多 小空泡，使馒头又松又暄 。如果在面里放些糖，发酵充分，蒸汽温度高，供汽又猛 ，就可以蒸出表面开裂的“开花”馒头。这样的馒头，富有弹性，吃起来香甜可口。 在蒸馒头的过程中，我们是用高温水蒸气作为介质来给馒头加热的。在日常生活中，利用介质加热的例子很多，例如做饭炒菜要加水，炒板栗、花生和豆子要用细砂。水和细砂也是常用的传热介质。 气体受热膨胀也往往会给人们带来麻烦。炎热的夏天，汽车轮胎和自行车轮胎有时会“放炮”，就是因为胎内气体受热膨胀，压强增大，大到一定程度，车胎就被胀破了。所以，热天给车胎充气不宜太多，要留有余地。 “水塞子” 水是液体，可以做成塞子吗？ 仔细观察，在你的周围，有许多设备都巧妙地把水当作软塞子使用。 在下面二幅图中，水都起到塞子的作用。请你找到这些设施和器具，仔细观察并想一想“水塞子”起了些什么作用？ 左图是洗手池，它的下水管道是用一个正U 形管和一个反U 形管连接成的弯管。这是为防止下水道内的异味顺管道逸到空气 中而设计的。 当管道内流过污水后，一般再用清水冲洗管道时，在正U 形弯管的下部总要存留一部分水。用这部分水封住了下水道内的气体通道，使臭气不能逸 入室内。 至于那一段反U 形管的作用，是为了跟第一段 U 形管组成一个虹吸装置。放水的时候，由于虹吸的作用，水可以顺利地流走，排水以后，“水塞子”依然存在。 当室内的洗手池长期 不用的时候，由于弯道的水完全蒸发，“水塞子”没有了，往往能逸出臭气。这时，只要用清水把管道冲一下，等于又堵上了“水塞子”。 现在，你是否可以解释泡菜坛上方“水塞子”的作用了？（提示：空气中有杂菌，会使泡菜汤发霉、变质。） 如果没有上述的设备，你还能自制一个“水塞子”。比如，夏天牛奶易变质。首先把牛奶煮沸，达到高温消毒的目的，但空气中仍有杂菌会使牛奶变质。利用“水塞子”将牛奶与空气隔开也是个好办法。 把盛奶的碗放在一个浅盆上，再把一个大而深的碗倒扣在盆上，在盆里倒上些水，“水塞子”就制成了。 巧妙的“水浴” 有经验的木工师傅熬熔粘胶的时候，不是直接把盛胶的 锅放在火上加热，而是按照图中的方式，把胶锅放在盛水的铁桶里，但又不跟桶底直接接触，这样来间接加热，既能把胶熔化，又不会把胶烧焦。这种间接加热的装置，叫做“水浴”。各种酒以及其他一些有机物质是容易燃烧的，对它们加热的时候，为了安全起见，也大都是用“水浴”。 用“水浴”来加热东西，不但传热缓和均匀，而且也不会使被加热的物质着火或烧焦。那么，它的奥妙在哪里呢？ 生活经验告诉我们：热量只能在温度不同的物体之间传递，并且是从较热的地方流到较冷的地方，即从温度较高的地方流向温度较低的地方。温度相同的物体之间是不会发生热传递的。用“水浴”加热东西的时候，开始由于水的温度不断上升，比被加热物质的温度高，所以水能把热传给被加热的物质。当水加热到沸腾的时候，即使继续加热，温度也不会再上升了。等到被加热的物质和开水的温度相同时，它们之间的热量传递就停止了。因此，在标准状况下，它们的温度超 不过100 。这个温度低于被加热物质的燃烧温度，所以，它们只能被加热或者熔化，而不会着火或烧焦。 汤、菜烧熟以后，如果暂时不吃，而又想保持汤、菜不凉，鲜美的味道不变，也可以用“水浴”来保温或加热。 美丽的压花玻璃 门窗上安装玻璃，是采光的需要。以往采用的大多是平板玻璃，现在，新颖奇妙的“压花玻璃”也越来越多地应用到建筑上了。 压花玻璃上有方格、圆点、菱形等各种花纹图案，非常好看。 压花玻璃的光学性能和平板玻璃不同，隔着平板玻璃看东西很清楚，隔着压花玻璃就什么也看不见了。因为它的凹凸花纹，实际上是各种透镜和棱镜的组合，能把光线折射、反射和漫射到不同的方向。光线经过压花玻璃的反射、折射后，变得相当紊乱了，无法成象 ，所以隔着它就看不清东西。浴室和厕所的门窗上装上了压花玻璃，可使室内光线充足，而室外的人却看不见室内，这样就可以不挂窗帘了！ 压花玻璃是压制而成的，它的强度要比普通平板玻璃大十倍以上。压花玻璃的颜色多种多样，它可以给建筑物增加光采 ，所以用途很广。办公室、教室、手术室、餐厅、俱乐部，以及临街的底层住房的门窗，都适合安装压花玻璃。和压花玻璃类似的还有磨砂玻璃。这种玻璃的一面跟细砂纸 一样，毛毛糙糙，所以又叫它毛玻璃。 磨砂玻璃与压花玻璃，两者在光学性质上并没有两样，只不过磨砂玻璃面上的“透镜”、“棱镜”更小更多罢了，因此经过磨砂玻璃反射、折射和漫射的光线更均匀柔和。 用压花玻璃或磨砂玻璃做电灯的外罩，能把刺眼的电灯泡“藏”在里面，即使眼睛直接看灯，也不会觉得耀眼。 压花玻璃的特殊光学性质，在汽车前灯上也发挥了作用。过去，汽车前灯是用平板玻璃作灯罩，它透射的光束比较窄。夜间行车，司机利用这种光束，只能看清光束照到的地方，旁边的一切几乎都看不见了，这给驾驶工作带来极大的不便。再说，亮处明晃晃，暗处黑糊糊，反差太大，容易使驾驶员眼花头晕；另外，汽车在行驶的时候，车身总免不了晃动，前灯的亮光也不断地急剧变位，驾驶员为了适应这种变化，眼睛也容易疲劳。为此，灯光设计师曾经采用毛玻璃作前灯罩，这样，照明范围虽然扩大了，但是还有缺点由于毛玻璃的漫射散光作用，有些光被散射到上方而白白地浪费掉了。后来设计师们改用横竖条纹的压花玻璃来做前灯罩，才克服了这个缺点。 绚丽多彩的电视画面 每天晚上，当我们坐在电视机前收看丰富多彩的电视节目时，你可曾会想到，彩色电视机是通过什么把形象逼真的画面送到我们眼前的呢？它的各种颜色是怎样产生的呢？ 早在19 世纪初期，人们就发现自然界绝大多数的彩色光线，都可以利用红、绿、蓝三种色光按不同比例混合而成，这叫三基色原理。它是利用了人眼的一个特点：两种不同颜色的光混合后，进入人的眼睛，人感觉到的就是另外一种颜色。例如；把一束绿光和一束红光同时照在白墙上，让它们完全重叠起来，你在墙上看到的就是黄色，就像真有一束黄光照在上面一样。 自然界中大多数的颜色都可以用比例不同的三基色混合而成。大家喜爱的彩色电视，也是运用这个原理来合成彩色的。 彩色电视机和彩色电影不同。彩色电影是用彩色胶片放映出来的。彩色电视机里并没有什么彩色胶片，它的荧光屏上涂有三种不同的荧光粉，当电子束打在上面的时候，一种能发红光，一种能发绿光，一种能发蓝光。 制造荧光屏的时候，工人们用特殊的方法把三种荧光粉一点一点 相互交替排列在荧光屏上，无论从荧光屏任何位置取出相邻三个点来看，都一定包括红、绿、蓝各一点 。每个小点只有针尖那么大，不用放大镜是看不出来的。由于它们那样小，又挨得那么紧，在它们发光的时候，人眼就分辨不出每个色点发 出来的光，我们看到的是三种色光混合起来的颜色。 如果只让红色荧光粉发光，不让绿色和蓝色的荧光粉发光，那么屏幕上就只呈现红色。红色和绿色的荧光粉同时发光，就会呈现黄色。三色的比例不同的时候，屏幕上就会呈现出各种各样的颜色。 由谁来控制这些荧光粉小点的发光呢？是灵巧的电子束。在彩色显象管中装有三个电子枪，它们发出的电子束分别打在相对应的三种荧光粉小点上。电子束的强弱不同，对应的荧光粉点形发出 的光的强弱就不同。受影像信号控制的三个电子束分别描绘出红、绿、兰三幅画面，这三幅画面重合起来，就成为绚丽多彩的画面。人民大会堂的声学构造 声的吸收对建筑物的声学性质很重要。礼堂中讲话时，声波经过天花板、墙壁等多次反射和吸收后，其声强才降到闻阈 以下，这种声源振动停止后声音的延续现象叫交混回响。而声强减到原值的百万分之一的时间，叫交混回响时间。经验指出，交混回响时间在1 2 秒之间最为适当，交混回响时间长短与建筑物大小和其中各种表面对声的吸收情况有关。 我国在建造首都人民大会堂时，为了兼顾音乐和我国汉语特点，将交混回响时间控制在2 秒左右。对解决庞大建筑物的声学问题，作了一些恰当的处理：采用塑料夹板的吸收构造，以加强对低频部分的吸收。在二层和三层楼上7000 个皮椅底下，装有穿孔吸声结构，当座椅无人时，椅底反过来 可以代替人对声的吸收作用。这样可以使满场时和仅用一楼开会（3000 人）时，都有较高的语言清晰度。 自动冲厕的原理 如图： 水从进水管进入，由于出水管口被橡胶膜盖严，水箱中水面上升，然后水经细孔A 不断进入球冠内，并通过B 进入倒U 形管的右半部分，倒U 形管与水箱可看作连通器，故而水箱中水面与倒U 形管的右半部分水面相平，如图(a) 情况。当水箱内水面超过倒U 形管顶后，球冠内的水经倒U 形管的左半部“L ”形管排入出水管，由于B 孔内径大于A 孔内径，球冠内排水快而进水慢，使球冠内顶部出现真空，形成低压区，使有弹性的橡胶膜上凸 而将出水管中“盖”打开，如图(b) 水箱中水涌入出水管，约在10 秒钟内快速排出，达到“冲”的目的。在这过程中由于倒U 形管顶部C 处的小液片受到的向左的压强仍大于向右的压强，球冠内水继续被排出，保持球冠内的低压区而保证排水畅通。当水箱内水面低于细孔A 时，空气进入球冠，低压区消失，橡胶膜再次 盖住出水口，排水结束，进入新一轮循环，达到自动冲厕的目的。 清蒸鸡与热学知识 清蒸鸡鲜嫩味美，清香可口。它的烹调过程是这样的：将洗净的鸡加佐料 后放入品锅内（一种有盖的大瓷碗），而后再把品锅 放在大锅中加水蒸透。小李学习了热学知识后想，清蒸鸡虽是味美，但烹调加工太费时了，他根据所学的物态变化知识提出了改进办法，一试果真灵。你能揭开小李这一清蒸鸡烹调改之谜吗？ 原来，小李的清蒸鸡烧制改进之秘在于 在大锅的水中加盐，由于盐水的沸点高于清水，因而这时沸水加热着 的鸡的温度会超过100 ，缩短蒸煮时间。不妨用温度计测一下盐水沸点为多少，以及是否随盐水浓度的增大而变化。 “开了锅”的粥不热 你有过这样的体验吗？把盛凉粥 的锅放在火炉上加热，不一会就听到“扑嘟”、“扑嘟”的声音。打开锅盖一看，粥里不断冒出气泡来。 盛一碗来吃，粥却还凉 着呢！怎么开了锅的粥一点 也不热啊？这是怎么回事？ 原来把凉粥煮热与烧开水是不一样的。 水是热的不良导体。在水的内部，热的传导速度很慢。浇开水主要靠热的 对流，壶底的水烧热了，就向上升，而比较冷的水又下沉到壶底，通过不断地上下对流，使整壶水的温度升高，达到沸腾。 对流，要求液体或气体有良好的流动性，凉粥的流动性非常差，锅底的粥吸热以后，温度很快上升，却不能很好地向上流动，大量的热集中 在锅底，常常把这里的粥烧焦。可是，其它地方的粥无法 流到锅底附近，依然还是凉的。 煮凉粥 ，要在锅里多加一些水，使粥变稀 ，增强它的流动性。另外，热粥时，还要勤搅动，强制凉粥对流。钢笔套上的小洞 钢笔是一种能随身携带的书写工具，用起来很方便。不过有的时候你打开笔套，笔尖附近的笔杆上常常沾上了墨水，一不注意就弄脏了手指。这时，你也许会埋怨钢笔的质量太差。 其实，发生这种毛病并不都是由于产品质量不好。懂得物理知识的人，只要取一根细针把笔套上的小洞孔捅一捅，问题就解决了。原来，钢笔漏水常常是因为这个小洞被脏东西堵塞了。钢笔插在衣兜里，温度不断升高，笔管内原有的空气受热膨胀，可是由于小洞被堵住，无路可走，管内空气的压强便不断增大。当你打开笔套时，笔尖周围的空气压强突然减小，而笔杆里的压强还是那么大，因此就把墨水挤压出来了。 有的钢笔，套子上并没有小洞，但是并不漏水。这又是怎么回事？这是因为这种钢笔的笔套内壁没有螺纹，而是用弹簧片来卡住笔杆。弹簧片之间的空隙就起到了“小洞”的作用。 这种小洞的作用，在很多日常用品上都是少不了的。茶壶盖上就有一个小洞。如果没有小洞，空气不容易进入壶内，倒茶的时候，茶水就流得不通畅；要是壶水装得很满，茶壶盖的四周也给水封闭起来，那就会滴水不流。开个小洞之后，壶内空气便和壶外大大气相通，茶水就容易倒出来了。 暖气片装在哪里好？ 在有暖气设备的屋子里，冬天仍然是温暖如春。这是暖气片的功劳。暖气片，就是用铸铁制成的散热片。它在不大的范围里装有层层迭迭 的片状管道，因此扩大了跟空气的接触面积，管道里的蒸气 送来的热量，大部分从这儿散发出来。 空气是热的不良导体，是很不容易传热的，为什么暖气片却能把整个房间里的空气烘暖呢？ 气体是会流动的，并且是热胀冷缩的。靠近暖气片的空气首先受热，体积膨胀，密度减小，变得轻了便往上升；其他部分的冷空气就流到暖气片的周围，来填补上升空气空出来的位置，它受热后体积膨胀，密度减小，接着也往上升；先前上升的空气渐渐变冷，密度又增大了，便往下流。这样，房间里的空气便开始上下“对流”起来。在对流的过程中，整个房间里的空气都热起来，室内也就暖和了。因为热量是暖气片上散发出来的，所以安装的位置要选好。如果你仔细观察一下，就会发现，暖气片大都安装在窗台下面。这有两个好处：第一，由于暖气片接近地面，能使室内的全部空气发生对流，所以保持了室温的均衡；第二，一旦冷空气从窗户缝里钻进来，暖气片就把它加热，起到了防冷的作用。 人们选择适当的位置安装暖气片，是为了空气更好地对流。其实，这个问题在很多地方都必须考虑，比方说，锅灶上的烟囱、仓库的天窗与地窗，究竟安在哪里好，都是有讲究的。你如果有兴趣，可以去观察一番，想想它的道理。 声音会“跳”吗 声音不但会“爬行”，而且还会“跳跃”呢！ 1921 年5 月9 日，苏联的莫斯科近郊发生了一次大爆炸。据调查，在半径70 公里范围内，人们清清楚楚地听到了“轰隆轰隆”的爆炸声；但是从半径70 公里到半径160 公里的范围内，人们却什么也没有听到；奇怪的是，从半径160 公里以外一直到半径300 公里的远方，人们又听到了爆炸的轰鸣声。 这真是怪事！声音怎么会“跳”过中间这片地区呢？物理学家发现，声音有一种“怪癖”，它在空气中爱拣温度 低、密度大的道路走。当遇到温度高、密度小的空气，声音便会向上拐弯到温度较低的空气中去。如果某一个地区，地面附近的气温变化比较复杂，这儿温度高，那儿温度低，声音经过的时候，一会儿拐到高空，一会儿又往下拐，这样上上下下，就形成了上面所说的那种声音“跳”动的现象。 安徽省合肥市新建的长途电话大楼，楼顶耸立着一座塔钟。这塔钟准时打点，钟声悦耳，响遍全市。但是住在远郊的居民听到的钟声，有时候清晰，有时候模糊，有时正点，有时“迟到”。这是塔钟的失误吗？不是，这也是声音的“怪癖”爱走气温低、密度大的道路引起的。天长日久，社员们得出一条经验：平日听不见或听不清钟声，一旦突然听得很清楚，就预兆着 天要下雨了，或正在下雨呢！这是因为这时空气湿度大，湿空气比干空气的密度大，容易传播声音的缘故。 传说有这样一个有趣的故事：从前有一位住在古寺附近的老人，他虽然不识字，却有识别天气变化的本领。后来老人快要死了，乡邻们要求他把“预测风雨”的秘诀留下，以便今后安排农事。老人同意了，但是他只说了一句话：“远寺钟声清，不用问天公”。说完便咽气了。当时人们都不明白这句话的意思。随着科学的发展，人们逐渐懂得了其中的秘密。原来，这位老人已懂得钟声清晰程度跟天气变化的关系了。看杂技走钢丝与椅子顶 人人都爱看杂技表演，表演者的高超技艺使人赞叹。 你看过“走钢丝”吗？杂技演员脚底下踩着的那根钢丝，只有晒衣服绳子一般粗细，演员在这钢丝上，如履平地，自如地做着走、跳、跪、卧等动作，还能跳绳、翻跟斗、跳舞呢。灵活轻捷的表演惊险而又优美，不断赢得观众阵阵掌声。 不管任何物体，要保持平衡，物体的重力作用线（通过重心的竖直线）必须通过支撑面（物体与支持着它的物体的接触面）。如果物体重力作用线不通过支撑面，这个物体就要倒下来。 根据平衡的道理，走钢丝的杂技演员，始终要使自己身体重力作用线通过支撑面，这支撑面就是钢丝。钢丝很细，给人的支撑面极小、使身体重心恰巧落在钢丝绳上就很难，身体随时有倒下去的危险。生活的经验告诉我们，当身体摇晃要倒下时，人们往往摆动两臂，使身体重新站稳。两臂的摆动，是在调整重心作用线，使之通过支撑面，以恢复平衡。体操运动员在平衡木上，也常常有这样的动作。杂技演员走钢丝，当然也必须伸开双臂左右摆动来掌握重心，保持平衡。他们手中还常拿着长长的竹竿，或者花伞、彩扇等，这些物品起着“延长手臂”的作用，是帮助身体平衡的辅助工具。 “椅子顶”的表演也够惊险的。演员把椅子或桌子一个一个、一层一层往上加，椅子有的还斜向外支着 ，演员还要在椅子上倒立。你注意到了吗？不管椅子架多高，演员总在椅子的内侧，从不在外侧。这样他和椅子的重力作用线，始终要保持通过地面上那把椅子的支撑面，重力与地面支撑力平衡，表演才能成功。 当然，演员的功夫不是一天两天就能练习成的，要通过老艺人悉心传授和自己的长期苦练，才能掌握住这精湛娴熟的演技。 自行车“身上”的力学知识 自行车在我国是很普及的代步和运载工具。在它的“身上”运用了许多力学知识， 1 测量中的应用 在测量跑道的长度时，可运用自行车。如普通车轮的直径为0.71 米或0.66 米。那么转过一圈长度为直径乘圆周率，即约2.23 米或2.07 米，然后，让车沿着跑道滚动，记下滚过的圈数n ，则跑道长为n 2.23 米或n 2.07 米。 2 力和运动的应用 (1) 减小与增大摩擦。 车的前轴、中轴及后轴均采用滚动以减小摩擦。为更进一步减小摩擦，人们常在这些部位加润滑剂。 多处刻有凹凸不平的花纹以增大摩擦。如车的外胎，车把手塑料套，蹬板套、闸把套等。变滚动摩擦为滑动摩擦以增大摩擦。如在刹车时，车轮不再滚动，而在地面上滑动，摩擦大大增加了，故车可迅速停驶。而在刹车的同时，手用力握紧车闸把，增大刹车皮对钢圈的压力以达到制止车轮滚动的目的。 (2) 弹簧的减震作用。 车的座垫 下安有许多根弹簧，利用它的缓冲作用以减小震动。 3 压强知识的应用 (1) 自行车车胎上刻有载重量。如车载过重，则车胎受到压强太大而被压破。 (2) 座垫 呈马鞍型，它能够增大座垫 与人体的接触面积以减小臀部所受压强，使人骑车不易感到疲劳。 4 简单机械知识的应用 自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆，可增大对刹车皮的拉力。自行车为了省力或省距离，还使用了轮轴：脚蹬板与链轮牙盘；后轮与飞轮及龙头与转轴等。 5 功、机械能的知识运用 (1) 根据功的原理：省力必定费距离。因此人们在上坡时，常骑“S 形”路线就是这个道理。 (2) 动能和重力势能的相互转化。 如骑车上坡前，人们往往要加紧蹬几下，就容易上去些，这里是动能转化为势能。而骑车下坡，不用蹬，车速也越来越快，此为势能转化为动能。 6 惯性定律的运用 快速行驶的自行车，如果突然把前轮刹住，后轮为什么会跳起来。这是因为前轮受到阻力而突然停止运动，但车上的人和后轮没有受到阻力，根据惯性定律，人和后轮要保持继续向前的运动状态，所以后轮会跳起来。 切记下坡或高速行驶时，不能单独用自行车的前闸刹车，否则会出现翻车事故！ 封闭式静脉输液中的物理知识 医院作封闭式静脉输液时，要求在输液过程中，保持滴点的速度几乎不变。通过观察医院作封闭式静脉输液用的部分装置，结合气体压强、液体压强的知识我们不难说明其道理。 如图是封闭式静脉输液用的部分装置。 输液时，医生先将葡萄糖液瓶倒挂，然后将通气管上的通气针插入，这时通气管与葡萄糖液瓶内部 连通，葡萄糖液有一部分进入通气管内。但我们注意到进入的量并不多，通气管内的液面远比葡萄糖液瓶内的液面要低。接着医生就把点滴玻璃管和输液管连好，然后将输液管通过针头与葡萄糖液瓶内部 相连。调节橡皮管上的夹子，葡萄糖水就开始均匀地一 滴一滴在点滴玻璃管内下落了。 首先，当插入通气管后，为什么通气管内的液面远低于葡萄糖液瓶内的液面。由于葡萄糖液瓶内的空气是密闭的。当通气管和葡萄糖液瓶内接通时，部分葡萄糖液已进入通气管，这样葡萄糖液瓶内部 的液面就有所下降，瓶内空气的体积就会增大，压强就要减小。正是由于瓶内空气压强减小，小于外界大气压，所以导致了通气管内的液面与葡萄糖液瓶内液面之间出现了上述的高度差。 其次，我们来分析输液时葡萄糖液瓶内的压强情况：我们知道，液体压强是随深度增加而增大的。液体越深压强越大，这样液流速度就越快。在输液开始后，葡萄糖液瓶内的液面持续下降，瓶内空气压强减小，因而通气管内的液体由于受到外界稳定的大气压强的作用，很快被压回到葡萄糖液瓶内。当通气管（包括针头）内没有了葡萄糖液后，其针头顶端开口处的小液片就刚好在上下都是一个大气压强的作用下平衡。小液片的上部受到向下的压强是瓶内空气压强以及葡萄糖液产生的压强。小液片的下部受到向上的压强是外界大气压强。当瓶内液面继续下降而导致瓶内空气压强略有下降时，小液片就不再平衡，它让开一个“缺口”，气泡就冒上了瓶内空气之中。瓶内空气量增多，压强就稍有增大，通气管针头顶端开口处的小液片又在上下都是一个压强的作用下重新平衡。这佯，在整个输液过程中，通气管针头顶端开口处的小液片受到的向下的压强基本保持在一个大气压强的水平，不会因瓶内液面的下降而变化。由于图中通气管针头顶端所处水平面液体的压强基本保持不变，因而在它下面一定距离的点滴玻璃管上端口液体的压强也基本保持不变。这样，就对稳定滴点速度起到了积极作用。 冰棍“冒汽” 炎热的夏天，热气逼人，吃上一根冰棍才舒服呢！你注意过吗，冰棍从冷藏箱里拿出来往往还冒“汽”哩！真有趣，通常只有热的东西才冒汽，冰棍为什么会冒汽呢？ 夏天的气温比冰棍的温度高得多，冰棍一遇到空气就要融化，融化时要从周围的空气中吸收大量的热，使空气的温度下降。平时空气里含有一定量的水蒸气，由于温度突然降低，就达到饱和或过饱和状态。也就是说，冰棍周围的空气由于温度降低，便容纳不下原来所含的那么多水蒸气了。在这种情况下，多余的水蒸气就结成微小的水珠，形成一团团飘浮着的雾状水滴，经光线照射，就成了白色的水汽。 云、雾、雨、雪形成 的原因也是这样。江河湖海里的水，受到阳光照射后，不断地变成水蒸气，飘散在空气中，含有水蒸气的空气受热上升，升到一定高度，遇到冷空气，就凝成一团团悬浮的小水滴，这便是云。靠近地面的水蒸气，遇冷也能结成一团团悬浮的小水滴，这就是雾。所以云和雾在本质上是相同的。在合适的条件下，云里的小水滴不断地合并成大水滴，直到上升的气流托不住它的时候，便降落下来，形成雨。如果是冬季，这些水滴就结晶成雪花漫天飘舞。不过，空气中饱和水汽的凝结，必须有它凝结的“核心”才行，这个核心就是飘浮在空气中的尘埃，它是促进云、雾、雨、雪形成 的必要条件之一。 云雾的秘密，使英国物理学家威尔逊受到很大启发。经过研究，他于1894 年发明了一个叫“云雾室”的装置，它里面充满了干净空气和酒精（或乙醚）的饱和汽。如果闯进去一个肉眼看不见的带电微粒，它就成了“云雾”凝结的核心，形成雾点，这些雾点便显示出微粒运动的“足迹”。因此，科学家可以通过“云雾室”，来观察肉眼看不见的基本粒子（电子质子等）的运动和变化情况。同时，还发现了不少新的基本粒子。威尔逊云雾室，为研究微观世界作出 了卓越贡献，1927 年，他因此荣获了诺贝尔物理学奖金。 时装的颜色 “冬不穿白，夏不穿黑。”这是人们从生活实践中总结出来的经验，你知道它包含的科学道理吗？ 我们生活的自然环境，五光十色，美丽动人，有红色的花，绿色的草，蓝色的天空，白色的云朵各种物体都具有各自的色彩。可是，这些艳丽的颜色，在漆黑的夜里就统统消失了。这说明只有在阳光（白色光）的照射下，物体才呈现出颜色。那么，为什么在同样光源的照耀下，各种物体会有不同的颜色呢？ 我们知道，太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛 、紫多种 色光混合而成的。不同的物体，对不同颜色的光线，吸收能力和反射能力又各不相同。被物体吸收的光线，人们就看不见，只有被反射的光线，人们才能看到。因此，某种物体能反射什么颜色的光，在我们看来，它就具有什么样的颜色。如红色的花，是因为它只能反射红色的光线，把其他颜色的光线都吸收了；白色的东西能够反射所有颜色的光线，因此看起来就是白色的；而黑色的东西却能吸收所有颜色的光线，没有光线反射回来，所以看起来就是黑色的了。 太阳不仅给人们送来光明，而且还送来了大量的辐射热。对于辐射热来说，黑色也是只吸收，不反射，而白色正好相反。 一般说来，深色的东西，对太阳光和辐射热，吸收多，反射少；而浅色的东西，则反射多，吸收少。因此，夏天人们都喜欢穿浅色衣服，象 白色、灰色、浅蓝、淡黄等，这些颜色能把大量的光线和辐射热反射掉，使人感到凉爽；冬季穿黑色和深蓝色的衣服最好，它们能够大量地吸收光和辐射热，人自然就感到暖和了。 人们认识了自然规律，就能在生产技术上加以利用。象 大型露天煤气罐、石油罐的表面都漆成银白色，目的就是为了提高它们反射阳光和辐射热的能力，使罐的 温度不致升得过高，以免引起爆炸事故。 人们还利用反向和吸收的原理来征服自然界，让它为人类服务。我国西北部有座祁连山，山上盖满了厚厚的冰雪。可是，因为山很高，上面很冷，就是炎热的夏天，强烈的阳光和辐射热照上去，也都被那白色耀眼的冰雪给反射回去了，所以积雪没法融化。结果山下大片的田地，都因缺水而荒芜了。解放后，党领导人民向大自然进军，为了叫祁连山交出水来，政府派了工作队，用飞机把碳黑撒到祁连山的积雪上，乌黑的碳黑拼命地吸收着 光和热，使粘有碳黑的积雪融化了，祁连山终于献出了滔滔的雪水。 怎样使服装挺括 要使服装穿起来挺括，洗刷以后，往往需要用熨斗烫一烫。但是，熨烫衣服也有诀窍；要先在衣服上喷一些水，甚至还要衬上一层湿布，然后才能熨烫。如果把一件干衣服拿来就烫，不仅不能把褶皱烫平整，而且还容易把衣服烤焦。 当衣服喷上一些水以后，它的纤维很快被水润湿。这时把温度合适的熨斗放在上面一烫，渗入纤维中的水分便受热气化。我们知道，物质从液态变成气态，要从周围吸收大量的热，而且体积在一瞬间增大许多倍。由于熨斗压在上面，体积膨胀的水蒸气跑不出来，只能使劲地往纤维的空隙里钻，这样一来，正好把纤维挤得笔直、平整。 熨烫衣服要掌握好熨斗的温度。如果熨斗的温度太低，水分不能气化，自然起不到“烫”的作用；要是温度过高，又会把衣服烫焦。有经验的人，都知道给熨斗底面上滴一点水，根据水滴的变化和发出的声音来判断熨斗的温度。要是水滴发出“扑叽”的响声，并且水珠滚转，很快流去，可以断定这时熨斗的温度约为150 左右，正合适；如果水滴发出“扑哧”的响声，而且水滴很快散开并蒸发成汽，此时熨斗的温度约为180 左右，太高了。这时，只要喷上适当的水，就可以把温度降到150 左右。 液体突然受热气化使体积剧烈膨胀的现象，在日常生活和生产中是常有的，有利的要利用，有害的则要注意防止。例如，在炼钢厂里，炽热的钢渣是严禁倒在潮湿的地方的，否则就等于埋下了一颗定时炸弹。因为炽热的钢渣，一倒在潮湿的场所，地上的水分就会立即气化，它的体积在短时间内，可以增大1000 倍以上，可是，大量钢渣死死地压在上面，蒸汽不能顺利地跑出来，时间长了，越积越多，最后便冲破钢渣而发生爆炸。这当然是很危险的，所以，必须把钢渣倒在干燥而又没有易燃物的地方，才能保证安全。 羽绒服和电风扇 看到这个题目，你一定觉得很奇怪吧，羽绒服是保暖的，电风扇是散热的，这二者有什么联系呢？可是，如果你知道羽绒服是如何保暖的，电风扇又是如何散热的，你就知道它们有什么联系了。那么为什么羽绒服会保暖，电风扇会散热呢？ 在寒冷的冬季，大家都穿上了棉衣或者羽绒服，目的就是为了防寒保暖。可是，你要是以为是棉衣和羽绒服把热量给了人体，那就错了。我们可以用冰棍做个实验，在棉被里包一根冰棍，另外拿一根冰棍放在盘子里，等盘子里的冰棍融化以后，再打开棉被，你会发现棉被里的冰棍没有融化。这说明，棉被不但没有给冰棍加热，还防止了外面的热景传给 冰棍哩！那么，人穿上棉衣为什么会感到暖和呢？我们知道，人体的正常温度是37 左右，如果外界温度低于人体的体温，人体就要向外散热，热量散失多了，人就会感觉到寒冷。冬天，为了防止人体热量过多地散失，就得找一些传热慢的物质，把人体包裹起来。经过实践，人们了解到，棉花、羊毛和羽毛等，都是很难传热的物质，它们蓬蓬松松，纤维之间有数不清的空隙，装着大量的空气。静止的空气传热是很慢的，用这些东西做成服装穿上以后，能防止人体热量过多地散失，所以人就感到暖和了。 在炎热的夏季，吹吹电风扇，就会感觉凉快一些，这是为什么？难道电风扇能降低温度？可当电风扇转着的时候，你看看温度计，会发现温度并没有降低。即使把温度计放到电风扇前去吹，温度也不会变化。那么，为什么我们在吹电风扇的时候，会感到凉快呢？ 原来，我们的身体在夏季，还是要散发热量和水分的，这些水分在蒸发的时候，会带走身体的一部分热量，这时我们就感到凉快。在冬季，人们怕热量散失，所以要穿羽绒服。而在夏季，吹电风扇，一方面是为了加快空气的流通，赶走罩在身体附近的热空气，让周围的冷空气过来补充；另一方面是为了使身体的水分蒸发加快，因为蒸发越快，身体散失的热量也越多，也就感到凉快。 可见，穿羽绒服和吹电风扇，虽然目的是相反的，但是原理却是相同的。 清洁能手吸尘器 吸尘器能将地面、墙壁、床铺及家用电器等室内用具上的微尘细屑都吸 得干干净净，而且连地上的蚂蚁也难逃罗网。 吸尘器又称真空吸尘器。它有一个电动抽风机，通电后高速运转，使吸尘器内部形成瞬间高真空，吸尘器内的气压大大低于外界的气压。在这个压差作用下，使外界被吸嘴搅打起来的尘埃和脏物 随着气流进入吸尘器桶体内，再经过过滤器即集尘袋的过滤，尘垢留在集尘袋，净化后的空气则经过电动机重新逸 入室内。起到冷却电机、净化空气的作用。 吸尘器配上不同用途的附件，可完成不同的工作。配上地板刷，可清扫地面。装上扁毛刷，可清扫沙发面、床单、窗帘、毛呢服装及被絮上的灰尘，也可用于清洁纱窗、门窗、灯罩、镜框、书架图书、天棚、墙壁等。换上圆毛刷，常用于清扫天棚、门窗、墙面等，也可清除柔软用品上的尘埃。配个缝吸嘴，可以清洁家具表面不平处、抽屉里以及电视机、收录机内的积灰。 学会煮元宵、煮饺子 你亲自煮过元宵和水饺吗？有经验的人都晓得，元宵、饺子下水煮的时候，开始是沉在锅底的，等到浮上水面，就意味着快要煮熟啦！可是，你能说出这一现象中所包含的物理知识吗？ 经验告诉我们，把一件东西放在水里提拉的时候，觉得它比在水外边要轻些。这说明把一个物体放在液体内，液体就要给物体一个向上的托力，这种托力叫做浮力。 一个物体在液体中所受的浮力究竟有多大呢？阿基米德定律作了回答：浸在液体里面的物体，都会受到一个浮力，它的大小等于物体所排开的液体的重量。明白了这个定律，就不难解释元宵、饺子沉浮的道理了。 拿元宵来说，刚下锅的时候，是个实心疙瘩，这时它的密度（单位体积的质量）比水大（水的密度是1 克/ 厘米 3 ）。虽然它排开水的体积和自身的体积相等，但元宵的重量却比所排开水的重量大，也就是说，元宵所受的浮力（向上）小于它的重量（向下），所以生元宵向下沉。 经过加热，元宵里所含的水分开始气化，由于元宵皮比较 紧密，外面又有水包围着，水汽不能顺利地跑出来，就在里面乱拱，结果就把元宵胀得鼓鼓的。元宵的体积增大了，里面又包含着水蒸气，于是，密度就减得比水小了，这时的元宵就能受到大于它本身重量的浮力，开始上浮，并且有一部分露出水面。因此，我们说浮起的元宵快要熟了。但这是指水沸腾时说的，如果元宵熟了不捞出来，等水温下降以后，它又会沉下去。因为在冷却的过程中，原来包含在元宵里的水蒸气，大部分又凝结成水，元宵的体积也跟着缩小，所受浮力减小，所以又沉了下去。 钢铁在人们的印象中是“沉重”的（钢的密度是7.8 克/ 厘米 3 ）。钢球放进水里是要沉到水底的，但是用钢材制造的船却能浮在水面上。这跟煮元宵 是一个道理。因为把钢材制成船，是让它的外观体积尽量增大，以便排开更多的水，受到更大的浮力，所以船上乘坐旅客，装载货物，也不会沉没。巧割啤酒瓶 对一个瓶口破损的啤酒瓶，人们往往一扔了之。其实，只要稍加切割就可以把它做成一个啤酒杯或一只烟灰缸。玻璃啤酒瓶也能切割吗？当然可以，而且还挺简单的。 取一只大脸盆，盛满水后放在一边备用。取一条长60 厘米扎鞋底用的粗棉纱线，放在酒精或煤油中浸一会儿。取出后，在啤酒瓶外壁离瓶底12 14 厘米处，紧挨着绕上两圈，把线抽紧后打一个死结，剪去多余的线头。擦燃火柴，点着棉纱线。在线快烧断时，迅速把直立着的啤酒瓶横放到脸盆里的冷水中，一 手握在瓶底附近，一手抓住瓶颈。两手同时用力向外一掰，只听“啪”的一声，啤酒瓶便在绕线处断开了。用砂轮或直接在水泥地上磨平断裂处的锋口，用清水洗净，一只啤酒杯便做成了。如果把线绕在离瓶底约3 厘米处，就可得到一个袖珍玻璃花盆了，盛一点 清水，放进几块鹅卵石，种上一枝水仙花，放在书桌上，别有一番情趣。 如果说这是一种“热切割”，那么下面介绍的就是“冷切割术”了。你一 定见过厨房、卫生间里常用的方方正正的瓷砖吧。瓷砖的正面既硬又脆，必须用切割玻璃的金钢石刀才能 划破、割开。如果一时找不到金钢石 刀怎么办呢？别急，会有办法的。 找一条普通的钢锯片，用老虎钳折断其一端，利用其断裂处尖锐的锋口，在瓷砖的反面预先划好的直线上反复刻划 。如果锋口变 钝了，就再折断一段，继续刻划 ，直到待切割处被刻划 的深度达瓷砖厚度的一半左右时为止。由于瓷砖反面质地较为疏松，所以上述刻划 一般2 分钟左右即可完成。然后，把瓷砖浸没在水中，让其吸饱水分，质地变得较为松软时，从水中取出。让瓷砖正面朝下，切割线对准桌子边缘平放在桌上。取一把较硬的直尺，压在瓷砖的反面，要求直尺的边缘和切割线对齐。然后用左手压着直尺，右手抓住伸出桌外的 一半，轻轻一掰，瓷砖便整齐地断裂为两块了。如果断裂处不够 整齐，可用老虎钳小心地夹碎该 除去的部分，或将断裂处在普通的磨刀石上磨平。 顺便再向你介绍一种更简单、有趣的在鸡蛋壳上刻花的方法。取一只生鸡蛋，点燃一支6 8 厘米长的蜡烛。蜡烛燃烧时，在“灯芯”周围淌着融化了的蜡烛油。把鸡蛋凑近灯芯，用一根一端削尖了的棒冰棍蘸 点烛油，迅速涂到蛋壳上，再蘸一点，涂一点用烛油 在蛋壳上画出你想画的图案，或写出你想写的字。然后，把这个鸡蛋浸没在醋里。放一天以后取出，用清水冲洗干净，你会惊奇地发现，原来用烛油画 成的图案现在看来就像是用刀在鸡蛋上刻成的一样，令人叫绝。 开水不一定是熟水 “开水不一定是熟水”，这个说法似乎有些怪。人们都知道，口渴的时候，要喝开水，不要喝生水，怎么“开水”又不是熟水呢？ 你注意过没有，用锅烧开水的时候，加热一会，就会看到锅底附近出现许多小泡泡 ，随着温度不断升高，泡泡越来越大。这是因为壶底受热快，紧挨壶底的水首先变成水蒸气，在水中形成泡泡；同时，原来溶解在水中的空气，也因受热析出、膨胀而形成小气泡，周围的热水又会向小气泡里蒸发水蒸气，使气泡慢慢变大。当加热到一定的温度时，水中这些气泡变得相当大，由于浮力作用就会上升，升到水面便破裂开来。这种在液体内部和表面同时进行的急剧的气化现象，就叫做沸腾。这时，我们就说水烧开了。 水沸腾时的温度叫做水的沸点，我们平常说“水的沸点是100 ”，那是指在一个大气压下（标准大气压）水沸腾时的温度。那么水的沸点是不是一成不变呢？不是的。水的沸点是随大