北京奥运中的化学

北京奥运中的化学鸟巢中的化学

外形结构主要由巨大的门式钢架组成，共24根桁架柱。钢结构大量采用由钢板焊接而成的箱形构件，交叉布置的主桁架与屋面及立面的次结构一起构成了“鸟巢”的特殊建筑造型。其中托起“鸟巢”最关键的“肩部”结构是由河南舞阳特种钢厂为其量身打造的“Q460”钢材。2023/4/612023/4/622023/4/63鸟巢中的化学Q460是一种低合金高强度钢。Q代表钢材的强度，460代表460兆帕。Q460就是钢材受力强度达到460兆帕时才会发生塑性变形，也就是当外力泄掉后，钢材只能保持受力的形状而无法回复原形，这个强度要比一般钢材大。

2023/4/64q460钢材化学成分q460钢材牌号等级q460钢材化学成分(质量分数)(%)C≤MnSi≤P≤S≤VNbTiAI≥Cr≤Ni≤

Q460C

0.201.00~1.70

0.550.0350.0350.02~0.200.015~0.0600.02~0.200.0150.700.70D0.0300.0300.0150.700.70E0.0250.0250.0150.700.702023/4/652023/4/66国家游泳中心（水立方）的建筑采用了膜材料ETFE，它是乙烯-四氟乙烯的共聚物，具有许多优异的性能：

①具有特有的表面抗粘着的性能；

②使用寿命至少为25至35年，是用于永久性多层可移动屋顶结构的理想材料；

③达到B1、DIN4102防火等级标准，且不会自燃；

④质量很轻，只有同等大小的玻璃质量的1%；

奥运中的化学——水立方中的化学2023/4/67⑤韧性好、抗拉强度高、不易被撕裂，延展性大于400%；⑥能有效地利用自然光，透光率可高达95%，同时起到保温隔热的性能，节省能源。2023/4/68

最引人注意的就是外围形似水泡的ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物）。ETFE膜是一种透明膜，能为场馆内带来更多的自然光，他的内部是一个多层楼建筑，对称排列的大看台视野开阔，馆内乳白色的建筑与碧蓝的水池相映成趣。ETFE材料，具有类似聚四氟乙烯的优良性能，又具有类似聚乙烯易加工的性能。厚度如同一张纸的ETFE膜构成的气枕，可以承受一辆汽车的重量。

“水立方”是我国第一个采用ETFE[聚氟乙烯(C2H2F2)n]塑料膜作为立面维护建筑体系的材料。也是国际上面积最大、功能要求最复杂的膜结构系统。

奥运中的化学——水立方中的化学2023/4/692023/4/610奥运中的化学——水立方中的化学设计者将水的概念深化，不仅利用水的装饰作用，还利用其独特的微观结构。基于“泡沫”理论的设计灵感，他们为“方盒子”包裹上了一层建筑外皮，上面布满了酷似水分子结构的几何形状，表面覆盖的ETFE膜又赋予了建筑冰晶状的外貌，使其具有独特的视觉效果和感受，轮廓和外观变得柔和，水的神韵在建筑中得到了完美的体现。2023/4/611奥运中的化学——水立方中的化学

在设计中还充分考虑了环保的需要。为了减少二氧化碳的产生，减少了电的使用。利用太阳能电池提供电力。大幅地使用了新型材料，使空调和照明负荷降低了20%-30%。另外，游泳中心消耗掉的水分将有80%从屋顶收集并循环使用，这样可以减弱对于供水的依赖和减少排放到下水道中的污水。

在建筑节能上，“水立方”的设计也有独到之处。在“水立方”总共8万平方米的建筑面积中，3万平方米屋顶将使雨水的收集率达到100%，而这些雨水量相当于100户居民一年的用水量；在光的利用上，由于“水立方”采用了特殊的膜材料和相应的技术，使得该场馆每天能够利用自然光的时间达到了9.9小时，一年下来，8万平方米的“水立方”将节约大量的电力资源。2023/4/612奥运中的化学——水立方中的化学“水立方”能自己洗脸

ETFE膜有很强的自洁性。这种材料的摩擦系数很小，尘土不容易粘在上面。即使粘上的尘土，只要下点小雨，立刻就能将膜冲洗得干干净净。即使人工擦洗，擦干净ETFE膜也要比自家擦玻璃、擦桌子省力得多。“泡泡”之间的凹陷处也有助于积水分流，这样就不会因为积水而滋生霉菌。“水立方”被预定为“塑料”外衣时，就被赋予了能自己用雨水“洗脸”的“特异功能”。2023/4/6132023/4/614

燃料：2008年北京奥运会火炬使用燃料为丙烷燃料用的是99%以上纯度的丙烷。历史上的奥运火炬用混合燃料的较多。采用丙烷燃料是为了能在火炬传递路线范围内，满足环境温度的要求。其次丙烷燃烧后火焰是橙色，具有较好的可视性。

丁烷曾被一些国家选为火炬燃料。但在低温地区，丁烷会处于液体状态，不利于点火燃烧；而以丙烷为燃料，符合环保要求，这是一种价格低廉的常用燃料。丙烷燃烧生成CO2

和H2O不会对环境造成污染。更重要的是，丙烷可以适应比较宽的温度范围，在零下40摄氏度时仍能产生1个以上饱和蒸气压，高于外界大气压，形成燃烧；而且，丙烷产生的火焰呈亮黄色，火炬手跑动时，动态飘动的火焰在不同背景下都比较醒目。因此“祥云”采用丙烷为燃料。奥运中的化学——“祥云”火炬中的化学2023/4/615

火炬造型的设计灵感来自中国传统的纸卷轴。纸是中国四大发明之一，通过丝绸之路传到西方。人类文明随着纸的出现得以传播。源于汉代的漆红色在火炬上的运用使之明显区别于往届奥运会火炬设计，红银对比的色彩产生醒目的视觉效果，有利于各种形式的媒体传播。火炬上下比例均匀分割，祥云图案和立体浮雕式的工艺设计使整个火炬高雅华丽、内涵厚重。

奥运中的化学——“祥云”火炬中的化学2023/4/6162023/4/617

“祥云”火炬新型燃烧系统由中国航天科技集团设计，参考了飞机发动机和火箭燃烧技术。采用了非常“神秘”的双火焰燃烧系统，是人类第一次将火箭技术应用到火炬上。北京奥运会火炬在燃烧稳定性与外界环境适应性方面达到了新的技术高度，能在每小时65公里的强风和每小时50毫米的大雨情况下保持燃烧。奥运中的化学——“祥云”火炬中的化学2023/4/6181.运动员饮用水中溶解有人体所需无机盐;功能运动饮料的作用？

2.在奥运会各种激烈的比赛过程中，当运动员肌肉挫伤或扭伤时，医生随即对运动员的受伤部位喷射一种液体药剂来急救。该液体药剂为氯乙烷（沸点12.3℃），可进行局部冷冻麻醉应急处理;3.奥运会游泳馆池中的水看上去是蓝色的,但水不深看上去是蔚蓝色的,那是加了化学药剂硫酸铜的缘故。

奥运中的化学——奥运中的其他化学运动会上用的发令响炮，发令时会产生大量白烟。这是因为：发令响炮是用氯酸钾和红磷混合制成的，发令时这些药品受到撞击，氯酸钾迅速分解，产生的氧气立即与红磷反应生成无氧化二磷，无氧化二磷为白色粉末，分散到空气中会形成大量白烟。2023/4/6194.运动会上用的发令响炮，发令时会产生大量白烟。这是因为：发令响炮是用氯酸钾和红磷混合制成的，发令时这些药品受到撞击，氯酸钾迅速分解，产生的氧气立即与红磷反应生成无氧化二磷，无氧化二磷为白色粉末，分散到空气中会形成大量白烟。2023/4/620举重运动员在举重前将双手伸入盛有白色粉末的盆中，然后摩擦手心。此白色粉末为碳酸镁，俗称“镁粉”。它有很好的吸水性，能增大器械与手掌间的摩擦，使运动员能牢固握住杠铃。体操运动员在做单杠运动前双手也涂上白色粉末，但这种白色粉末是滑石粉，主要成分为硅酸镁，具有滑腻感，能减小手心与单杠间的摩擦力，使运动员做动作时灵活自如。2023/4/621

违禁化合物多数是有机化合物，其组成复杂、种类繁多。目前国际奥委会规定的违禁药物有五大类99种。它们是：合成类固醇、麻醉剂、兴奋剂、β阻断剂和利尿剂。70％的运动员服用的兴奋剂是合成类固醇。服用了类固醇能增长肌肉、增强耐力，适应大运动量训练和加速训练后的恢复，在比赛中取得较好成绩。但此类药物对身体的危害性很大，不但损伤肝脏，还是肝癌的诱因，而且可以使泌尿系统发生癌变，并给心脏、血管带来危害。为维护奥林匹克原则、维护运动员的身体健康，1968年，奥委会公布并完全禁止运动员服用违禁药物。

体育中的化学2023/4/622里约奥运会“碧池”被网友“破解”了好好的一池水，怎么会说绿就绿？根据里约官方的说法，潜水池和游泳池变绿的“罪魁祸首”是80公升双氧水，双氧水还原了池水里原本就有的氯，导致池水不再具有杀菌作用，还助长了浮藻的滋生。认真看奥运会的学霸们还根据这个说法拟了一道高中化学题，“2023/4/623里约奥运会的跳水池先是使用了氯系消毒剂做池水消毒，后来又往池水中加入了双氧水，请问为何池水会变绿？试写出其中的化学反应原理并解释。”还一本正经的写出了反应的化学方程式：HClO+H2O2=HCl+O2+H2O（次氯酸和双氧水反应生成盐酸，氧气和水）。甚至连部分运动员抱怨，水池里的水“辣眼睛”的原因都能从这个方程式里找到答案：虽然已经稀释了N倍，但依然是大量的盐酸啊，能不辣么？24化学老师：反应的确存在，但不会导致水体变色呐跳水运动员真的是一头扎进了“盐酸”里？记者联系上了金陵中学化学竞赛教练戴建良。戴老师告诉记者，网友们列出的化学方程式并没有错误，但“一头扎进盐酸”的说法显然有些夸张。尽管次氯酸和双氧水反应的确能生成盐酸，但盐酸被稀释过，浓度并没有那么大，因此不会对运动员造成太大的影响。至于“辣眼睛”的说法，能够“辣眼睛”的可不止是盐酸，双氧水本身就已经具有了“辣眼睛”的“功效”。

25机智的网友替高中一线的化学老师操碎了心，直言这样震惊全世界的化学反应显然是2017高考化学的“新考点”。但戴建良表示，这个化学反应并不是高中化学课本里的必修内容，之于高考，这个化学反应的价值也并不算大。同时，戴建良还补充道，奥运赛场的水池变“碧池”，可不能全埋怨到双氧水头上。“这个化学反应可并不会导致液体变色。水池会变色，