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天文类2.树荫中的小太阳 第 2/2 页

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本章字数:24111字·更新时间:2026-11-10

用手横拿一只空瓶子,捻一个小纸球放在瓶口处。尝试把小纸球吹进瓶中去。你会很奇怪,小纸球非但不进入瓶里,反而会朝你的脸喷射回来。 通过吹气,瓶中气压增高,而同时在瓶口产生了低气压。在气压取得平衡过程中,纸球就像气枪子弹一样反射了出来。

空气64.硬币作为活塞

从冰箱里取出一只空葡萄酒瓶,用水沾湿瓶口。然后上面放一枚硬币,用双手握住瓶身。硬币就会上下运动一段时间。 瓶中的冷空气通过双手变温,开始膨胀,但不可能立即外泻。因为瓶口和硬币之间的水制止了它的外流。只有当瓶中的温度升高,使气压产生足够力量时,硬币才会变成了一个活塞,反复打开让少许空气外泻。

空气65.不怕风暴的硬币

把三枚大头针插在木平台中央,然后把一个马克的硬币放在大头针头上。如果不知道这个试验的奥秘,就没有人能够把硬币从三条腿上吹下来。 气流无法触到硬币的薄片和光滑的边缘。它只能从硬币下面的缝隙中通过,因而减弱了气压,而上面的正常大气压却更结实地把硬币压在大头针头上。但如果你把下颚放在台面上,伸出下嘴唇向前吹去,气流将恰好直接吹到硬币下面,而把它吹掉。

空气66.火柴升降机

并排摆在桌子上的若干支火柴,可以用呼吸搬运到火柴盒中。怎样做呢? 用嘴唇夹住火柴盒套,降在一排火柴上,然后深吸一口气!火柴将附在盒套上,就像是贴上一样,任凭你提起和运走。 通过吸气,盒套中的空气变得稀薄,产生了低气压。而外面的正常大气压却把一排火柴压迫在盒套底部开口处。如果你猛然吸一口气,甚至单独一根火柴也能被吸起来。

空气67.风动火箭

在一只软塑料瓶的瓶盖上穿一个孔,插进一支较细的塑料吸管,把接口处用胶条密封起来。用一支可以轻易套在细吸管外面的较粗的吸管,做成一枚10 cm长的火箭。用纸三角贴上一个平衡器,箭头用橡皮泥捏成。把小塑料吸管插入火箭中,让管口稍插在橡皮泥里。使劲挤一下塑料瓶,火箭就可以飞出10米以外。 瓶中被压缩的空气,通过小吸管压向橡皮泥,并充满了火箭筒。火箭在压力下脱离瓶管,火箭筒中的压缩空气立即膨胀,向后喷射,形成反作用力,推动火箭向前飞行。

空气68.风中的陀螺

在海边,孩子们发现了一个新游戏:刮大风时,让一个塑料桶盖在沙滩上滚起来,它立即就会被风抓住,有时可以向前滚动数千米。 桶盖这时就是一枚陀螺,在转动中寻求平衡。速度一减慢,重力倾向就会增强。然后就会倾斜,继续滚出一个螺旋形路线。位置越是倾斜,转动的圈子就越小,而桶盖的宽面就会被风抓住,风对斜面的压力就会增强:结果是桶盖重新直立,继续向前滚去,直到或许碰上了障碍才能停下来。

热、冷、冰69.瓶式温度计

把有颜色的水倒入一只四角形瓶子里,然后用软木塞塞紧。软木塞上穿一个孔,插入一根吸管进去,一直插到瓶中的液体里。用胶条密封瓶口。当你用手握住瓶子时,吸管中的水就会上升。 被关在瓶中的空气,随着温度上升而膨胀,因为它的分子开始剧烈和快速碰撞,压迫水平面,使水进入吸管中,于是水平面显示出温度的差异。你可以参照真正的温度计,在瓶子上标出刻度。这个瓶式温度计就可以向你显示不同的温度了。

热、冷、冰70.连在一起的玻璃杯

在一只空水杯中点燃一个蜡烛头,然后在杯口覆盖一张蘸了水的吸墨纸,再把另一只同样大小的玻璃杯倒扣在上面。几秒钟之后,杯中的蜡烛熄灭,但当你拿起杯时,却发现两只杯子已经连在了一起。 由于吸墨纸是透气的,所以蜡烛一直燃烧到两只杯中的氧气消耗完。其中的部分燃烧过并膨胀的气体外溢。火焰熄灭以后,气体迅速冷却并萎缩。于是在两只杯子中产生了低气压。外面正常的大气压把它们压迫在一起。

热、冷、冰71.风力探测仪

用圆规在一张厚图画纸上画一个8cm 直径的圆盘,剪下来,在圆盘周围均匀剪八个3cm长的开口,然后把圆盘折成风车状。用一枚大头针把这个小风轮悬在一个纽扣形的磁铁上,这样你就可以看出室内空气流动的状况了。通过它的旋转不仅可以看到暖气上方的热气上升,而且还可以通过它的倒转感觉到冷空气的运动,比如在隔温较差的外墙附近。旋转越快,气流越强。由于是悬挂在一个敏感的磁铁上,所以任何一点微弱的空气流动都能测出来。

热、冷、冰72.水中的硬币

把少许水倒入盘中,放入一枚硬币。怎么才能把它取出来,而手既不许接触水,又不许把水倒出来呢? 办法是:把一张纸片点燃,放入玻璃杯中,把杯子倒放在盘子里硬币旁边。玻璃杯中的水开始上升,最后全部进入杯中,让出了硬币。 纸片燃烧时,部分被加热而膨胀的空气从杯中溢出。杯子倒放后,因缺氧使火焰熄灭,杯中的气体冷却,因而压力下降;为保持气压平衡,外面具有正常大气压的空气想进来,于是把盘子中的水挤进杯中。

热、冷、冰73.墙壁上的风

如果把室内墙上挂的画取下来,壁纸上挂画的地方常常会留有画框的痕迹。这些画框的幻影,特别在靠外的墙上格外清晰,这是怎么产生的呢? 这些暗色的痕迹表明,相应的墙壁同室外的隔温是很不好的。从暖气片上升并在室内流动的热空气,碰到墙壁即会冷却,顺着壁纸向地面运动。如果画框后面的墙壁温度很低,那里就会出现冷凝现象。从墙面掠过的空气,在冷却过程中留下部分湿气。空气中的灰尘则在此处随同留下,于是就形成了这个暗色的画框痕迹。

热、冷、冰74.气垫效应

取一块光滑的托盘,斜放在一只竖立的火柴盒上。托盘上涂抹少许稀释的洗涤剂,让一只倒放的玻璃酒杯可以轻易向下推动。怎么才能让杯子从上往下滑动,而既不许碰它,也不许吹它呢? 请拿一根点燃的火柴接近杯子。杯中的空气开始升温并膨胀。杯子被升高的气压抬起,就像气垫车一样,由于托盘的摩擦力逐渐减小,自行向下滑去。

热、冷、冰75.喷气船

把一只刮干果肉的葡萄柚的外皮放在暖气上烘干,然后把它做成一只小船的模样。穿入两根拉直的曲别针,把一截蜡烛头放在两根铁丝中间的柚皮底上,然后再把一只空鸡蛋壳,摆放在两根铁丝上。蛋壳前端用胶布贴死,里面放少许清水,然后把小船放在浴缸里的水上。你把蜡烛点燃以后,“船中的锅炉”就开锅了。于是,一股蒸汽从里面喷出,由于蒸汽开始膨胀,所以带着很大的压力从蛋壳尾部小孔冲出,推动小船朝相反方向驶去。根据英国物理学家牛顿(1643-1727)的定律,一切运动都会产生反运动。

热、冷、冰76.飘浮的水滴

把一个铁皮盒盖放置在炉火上小心加热。让几滴水落入盖上,这样,你就会经历一个小小的奇迹:圆圆的水滴会飘浮在铁皮盖的上方,就像是微型的气垫船一样来回穿梭。 水滴一接触到热铁皮盖,它们的下部就开始蒸发。由于蒸汽的压力很大,于是就把水滴抬了起来,出现了重力和蒸汽压力之间的争斗游戏。 水蒸汽不是好的热导体,所以飘浮的水滴无法达到沸腾的温度100度,因而也不会立即就蒸发掉。

热、冷、冰77.不一样的热导体

在一只玻璃杯中放入三把小调羹:一把钢的,一把银的,一把塑料的,以及一根玻璃搅拌棍儿。在它们的柄部同样的高度上用黄油各粘上一粒干豌豆。现在你开始往杯中倒入热水,豌豆会以什么样的次序掉下来呢? 银调羹上的黄油很快就会融化,首先让豌豆掉下。然后的次序是钢调羹和玻璃调羹,但塑料调羹上的豌豆却岿然不动。银是最好的热导体,而塑料却几乎不传热。所以汤锅和熨斗的把柄都是用塑料制成。

热、冷、冰78.能够伸延的金属

把一根铝制毛衣针插入酒瓶软木塞侧面,让它的另一端搭在另一只酒瓶口上。把一个纸箭头贴在一根缝衣针上,放在瓶口和毛衣针之间。然后放置一根蜡烛,紧靠在毛衣针的中间部位。点燃蜡烛,纸箭头就会很快向右旋转。 毛衣针由于加温变热而膨胀伸延,因为铝原子在运动中相互的间距加大。如果用一根同样长的钢针,纸箭头的运动幅度就会小许多,因为钢的热涨幅度只有铝的一半。

热、冷、冰79.闻一闻硬币的味道

在一只塑料盘子里摆放着几枚硬币。请把眼睛闭上,让别人取其中的一枚,握在手中几秒钟,然后再放回盘子里。你睁开眼睛,可以立即就知道,他拿的是哪一枚硬币:办法很简单,请把各枚硬币分别贴在嘴唇上!金属的优良的热导体,被拿起的硬币会很快吸收手上的热量。由于塑料不导热,所以硬币放回后也不会冷却;它所吸收的热量会保持一定时间,所以比其他的硬币温度高。这种温度的差别,可以被十分敏感的嘴唇感受到。做下次试验时,需等待所有硬币冷却。

热、冷、冰80.水中的火

让一截蜡烛头漂浮在装满水的大口玻璃瓶中,事先要用一枚合适的铁钉为其加重,让蜡烛头的上端刚刚露出水面。点燃蜡捻,看会发生什么事情。 蜡烛燃烧一段时间后,照理应该下沉才是 — 也就是说,当蜡烛头和铁钉的分量大于被排除的水量时。但是,蜡烛却仍然飘在水面继续燃烧着,因为在火苗周围形成了一层薄薄的蜡膜壁。蜡在水中达不到熔点,所以不会蒸发和燃掉。它形成了一个漏斗,最后在水压下破碎。

热、冷、冰81.小冰山

把一个小冰块放入一只玻璃杯中,将杯注满水,直至杯的边缘。冰块浮在上面,其中的一部分露出水面。如果冰块融化,杯中的水岂不要外溢? 不会,因为水结冰时要比原来的体积膨胀出11分之1。也就是说,冰块轻于水而漂浮在水中,只有一部分冒出水面。冰块融化时体积回缩,恰好又占据了冰块原来占据水的空间。 漂浮在海面上的冰山,危及航船的安全,它所以十分危险,还因为在水面上看到的,只是它冒出的一角,而不是水中的全部体积。

热、冷、冰82.冰的爆发力

每一个严寒的冬天过后,马路上都会出现冻裂现象:柏油路面破碎后出现的鼓包。这种路面冻裂现象在什么时候最严重呢?是长期的严寒,还是严寒和开化期的反复?水通过柏油路面上的细微的裂纹,渗透到路面之下,在那里形成了空隙。寒冷结冰时,水的体积膨胀11分之1,结成的冰把柏油路面推向上方。开化的天气,在已经膨胀的地方,多出了11分之1的空间,容纳新的水分,在反复结冰的时候,再次膨胀11分之1 。所以,冬天气温反复变化的情况下,路面最容易出现这样的冻裂突起现象。

热、冷、冰83.不同的结冰时间

在牲口棚的覆盖着白雪的屋顶,寒冷时往往会结成各种不同的冰柱。有时是又长又细,有时则是又短又粗。这种形状的差别,应该如何解释呢?圈内牲口的正常体温,使屋顶最下层的积雪融化。融化的雪水被上层的积雪和其中包含的空气隔挡,不受外面低温的影响,而是在稍高于零度的温度下顺着屋顶瓦楞滴下。到了外面,这些水滴根据不同的寒冷程度,以不同的速度结冰。水滴一层一层地结成冰柱,温度不太低时,需要较长的时间,才能冻结完毕(见图A),温度很低时,则只需很短的时间(见图B)。

热、冷、冰84.纸做的锅

你想过用一只纸杯在明火或炽热的电炉灶盘上烧开水吗?你可以做一个试验:用毛衣针穿过一只装满水的纸杯,搭在两只酒瓶中间,在纸杯下点燃一支蜡烛。过一会儿,杯中的水就烧开了 — 而纸杯却安然无恙,连一点烤痕都没有。 水吸收了纸杯上的热量,在100度时沸腾。水的温度不会再升高,所以也达不到纸杯燃烧所需要的温度。

热、冷、冰85.自由飘浮的小气球

从新年集市给孩子买来的气球,会飞向天空;它有动力,因为它里面装有很轻的气体。在一个温暖的房间里,你也可以让一个气球飘浮在半空。窍门是:把一块硬纸板拴在气球上,让气球先是向下降落。你陆续把纸板剪小,直到气球开始缓慢上升,然后在你所需要的高度停住。 生暖气的房间里,流动着不同温度的空气层 — 冷的和重的靠近地面,而暖的和轻的则趋向天花板。坠着硬纸板的气球可以停在和其重量相应的空气层中。

热、冷、冰86.钓冰块

用铅笔和丝线做一支鱼杆,在一只杯子里装上水,让一个小冰块漂浮在水上。如何才能用这支鱼杆把冰块钓起来呢?把丝线头下降到冰块上,然后在冰块上撒几粒食盐。线头立即就会冻在冰块上。 食盐使冰块融化,这恰恰是几粒食盐在冰块上起的作用。一个物体融化时需要热量,于是热量被冰块表面上没有沾到盐粒的地方摄走,所以这里的液体立即重新结冰,把上面的线头冻在冰块上,于是就可以把它钓上来了。

热、冷、冰87.爆裂的石头

在冬天,你可以不用什么工具就把大块石头爆裂开来。在屋外找一块冻透的燧石,用开水浇在上面。它就会轰然一声爆裂。 爆裂的原理是,石头的外表迅速升温,以比内部更快的速度膨胀。这样产生的不同张力,使石头裂开。以同样的方式也可以使厚玻璃酒杯爆裂,只要在里面倒入过热的液体。玻璃导热能力差,因此就出现了各个层次的不同膨胀现象。

流体试验88.水龙头下的珍珠链

把水龙头开得很小,让它流淌出细细的水流,然后用手指挡在下面5 cm的地方。请仔细观察:你会发现在水流中出现神奇的波浪般的图案。把手指再稍微往上抬,波浪渐渐变成了很多小水球,直到最后形成一条珍珠链。 水流被手指阻挡,由于表面张力 — 液体分子间相互吸引而使表面收缩到最小的趋势 — 的作用,分裂成为圆形水滴。你把手指慢慢从龙头撤回来,水下流速度加快,水滴形状重新变得模糊。

流体试验89.水丘

在一只干燥的玻璃杯中灌满水,但不要让水溢出来。然后慢慢地往杯中放硬币,一个接着一个,你可以观察到水平面的变化。 你会感到奇怪,里面竟然可以放这么多硬币,而水却不漫出来:水杯上面形成了一个小水丘。 这个水丘是表面张力起作用的结果,这是水分子间的一种相互吸引力。最后甚至可以把一个小盐罐的全部食盐都缓慢地撒在水面上。盐在上面融化,分别进入水分子之间,而水却不会外溢。

流体试验90.漂在水上的金属

把一只大碗装满自来水。把小金属物件放在一块吸墨纸片上,然后用一把叉子,小心地把它们一起放入碗中。过一会儿,吸满水的吸墨纸沉入水底,但小金属物件却漂浮在水上。 由于金属重于水,照理说金属物件也应下沉。但它们却被一层薄薄的水膜所承载,它的形成,是由于水面的水分子相互吸引的力量(即表面张力)大于水的重量。用一个小肥皂刷往水中一碰,表面张力被破坏,漂浮试验宣告结束。

流体试验91.被破坏的水膜

用一截棉线系成一个环,放在一个注入自来水的容器中,让线环漂浮在水面上。拿一根火柴插入不规则的线环的中心,线环立即变成了圆形。火柴所以有这等的魔力,是因为它事先蘸了一点洗涤剂。洗涤剂进入水中,即刻向四周扩散,冲破了水分子在表面张力作用下形成的水膜。水膜突然破裂,陷入运动的水分子,从突破处向外冲去,把线环撑圆。

流体试验92.软木片爬水丘

取一只小玻璃酒杯,注满水直至边缘,放在桌子上,并在水面靠近边缘处放一个圆形软木片。如何才能使软木圆片移动到水面中央,而不许去触动它呢? 用一只小试管把水慢慢滴入酒杯中,直到形成一个水丘。开始时,重力使软木片留在稍微隆起的水面边缘。你继续向杯中滴水,水的附着力,即水分子和软木片之间的吸引力越来越强烈,于是软木片逐渐被拖上水丘的顶部。

流体试验93.排水试验

一枚原东德的十分尼铝制硬币,和西德的十分尼黄铜硬币大小一样,但前者的排水量却比后者大一倍。把硬币分别放在一把叉子上,小心放入灌满自来水的容器中。黄铜硬币沉入水底,而铝制硬币却几乎漂浮在水面上,尽管铝同样比水重。铝制硬币通过水的表面张力,像被一层精细的有弹性的薄膜托在水面上,防止了下沉。这枚硬币在这里排开了双倍的水量,它的水面上压出了一个水中凹槽。

流体试验94.松弛的附着力

把一张较厚的明信片剪成 — 像图中显示的那样 — 一个带舌头的盖,把它放在装满水的玻璃杯的水面上。请你试一试,在舌头上放多少枚硬币,这个盖才会被掀开。 你可能没有想到,上面竟能放那么多的硬币,这表明水分子和明信片之间的吸力 — 即附着力是如何强大。但你如果在水中放入少许洗涤剂,纸盖就会立即掀开。水分子的力量被洗涤剂明显削弱;我们说,水“松弛”了。这也是洗涤剂可以洗去污渍的道理。

流体试验95.把水打个结

取一只一公斤容量的罐头桶,在靠近底部并排钻五个2 mm 直径的小孔。把桶放置在水龙头下方,打开水龙头,让水从五个孔中流出。你用手指在五个孔上滑过,五股水流就会合并起来,就好像是扭在了一起。 水分子是相互吸引的,并因此在内部产生一种使液体表面缩小的趋势:表面张力。这也是水滴形成的力量。我们在这个试验中,可以清楚地看到这种力量:它使水流导向侧旁,然后统合起来。

流体试验96.分子的力量

用一根细铁丝做成一个3 x 8 cm 的方框,然后把一根直铁丝搭在中央。把这个铁丝框放进有少许洗涤剂的盘子里,让铁丝框挂上一层肥皂膜。用小棍儿捅破一个地方,中间的小铁棍立即就会滚到铁丝框的另一边去。 液体分子之间的吸力很强,肥皂膜几乎像是一面用气球绷成的平面。如果在一边把这个聚合状态戳破,另一边的吸力就获得了优势,把剩余的液体拉过去,甚至包括那根小铁棍儿。

流体试验97.飘在空中的水

把一只玻璃杯灌满水,用一个平的塑料盖盖在上面。按紧盖,把杯子一下倒转过来。把手拿开,塑料盖却贴在杯子上,挡住了杯中的水流出。 在一只10 cm高的杯子里,水对塑料盖的每平方厘米的重量为10克(因为一立方厘米的水重一克)。而盖外面的空气对每平方厘米的压力却达1000克。它比水的重量大许多倍,因而死死顶住了塑料盖,既不让空气进入,也不让水溢出。

流体试验98.葡萄粒之舞

在一只高水杯中注满带气的矿泉水,里面放入一枚或数枚葡萄粒。葡萄先是沉到水底,但立即就会上下跳起舞来,并自动旋转不停。 矿泉水中的气体在杯中被释放出来,那是二氧化碳。它在葡萄上集聚很多小气泡,直到足以使其向上浮动。在水面上气泡破裂,所以葡萄又开始下沉,然后这一过程再从头开始。

流体试验99.弹性的肥皂泡壁

用洗涤剂和水制成肥皂泡沫,再用小塑料盖和吸管做一只小烟斗。吹出一个肥皂泡,不要让它飞掉,而是用手指按住吸管吹口,让它留在烟斗上。让吹口接近一只燃烧的蜡烛,然后把手指拿开。火苗就会开始向一边倾斜,肥皂泡逐渐变小,最后消失。 尽管肥皂泡壁很薄,只有千分之一毫米,但它却有足够的力量把空气拢在里面。你打开了吸管的吹口,水分子鉴于表面张力的作用,聚成了水滴,把空气排了出去。

流体试验100.用肥皂当动力

把火柴的尾部劈开,在缝隙里放入少许软肥皂。把火柴放入装有自来水的盘子里,它就会迅速向前游去。在浴缸里,你甚至可以用多枚这样的火柴举行游泳比赛。 逐渐化开的肥皂不断破坏水的表面张力。于是产生了水分子朝后方的运动,这就成了火柴朝前走的反作用力。如果不用肥皂,而用洗涤剂,那么火柴的运动会更加快捷。

流体试验101.不透水的孔洞

在一个果汁瓶盖上用一根3 mm 直径的钉子,打30个 孔。瓶中灌满水后,把盖拧紧,用手捂住瓶盖。然后把瓶子倒过来,当你把手拿开的时候,瓶中的水却不流出来(最多有几滴)。每个孔都通过水分子的相互吸力在表面上结成了水膜,把孔覆盖。只有当空气进入瓶中时,水才能同时流出。

流体试验102.阿基米德原理

把一个容器装满水,并称出其重量。然后在水面上放一个木块。这样,就有一部分水从边缘外溢出来。请再称一次带水的容器,看其重量是否发生了变化。 重量没有变。从容器边缘外溢的水和那个木块重量完全一样。著名的数学家阿基米德在公元前250年发现,流体对物体的浮力,和它排开的同体积的流体重量是一样的。它只下沉到它的重量被浮力平衡的深度。

流体试验103.平衡的问题

取一把木尺作为天平放在一支有棱的铅笔上,并用两只装着水的玻璃杯放在两端,使其基本保持平衡。如果你把手指伸入其中一个杯子的水中,并不接触玻璃杯,它们还会保持平衡吗? 手插在水中的那只杯将向下沉。因为它的重量有所增加,增加的分量,就是手指排出的水的分量。

流体试验104.钓鱼时遇到的问题

一个男孩在鱼钩上挂着一只鞋。只要鞋在水中,鱼杆就是相当平直的。但是,当鱼杆往上拉的时候,它却向下弯得很厉害。如何解释这种现象呢? 这同样符合阿基米德原理。浮在流体中的物体,将失去部分重量,恰恰与它所排开的同体积的水的重量相同。这种所谓的重量损失,被称为浮力。 在这个实验中,进入水中的鞋所得到的浮力,恰恰使它的重量略重于水。把鱼杆拉起后,鞋恢复了原有的重量,另外还要加上鞋上带走的水的分量。

流体试验105.你的拳头有多大?

把一只装水的容器放在称上,并记下它的重量。把你的拳头放入水中,但不能接触容器,也不能让其中的水外溢。从重量的变化,你可以测出你的拳头的体积。 称上显示的重量的增加,恰恰是拳头排开的水的重量。由于一升水在4摄氏度时恰恰重1000克,即1克等于1立方厘米水。如果拳头进入水后,重量增加了300克,那就意味着你的拳头恰有300立方厘米那样大。

流体试验106.物体在水中的重量减轻了

把一块石头用铅笔和线绳固定在称信件的天平上(见图),记下它的重量。如果你把石头悬在一个有水的容器中,它的重量会发生变化吗? 游泳时,在水中搬起一块较大的石头,你就会奇怪,这块石头为什么这么轻。但当你把它拿出水面时,你就会发现它的真正的分量。事实是,一个潜入流体(或气体)中的物体,重量看来确实有所减轻,而且减少的程度恰恰等于它所排开的流体体积(或气体体积)的分量。这种所谓的重量损失称为浮力。

流体试验107.神秘的水平面

用水注满一只大玻璃杯,并让一只空火柴盒浮在上面。用一块胶条粘在一枚五个马克硬币上(为便于操作),放入水中。在玻璃杯上标出水平面的高度。如果把硬币拿出来放进火柴盒里,杯中的水平面会上升还是会下降? 下潜的硬币,由于本身体积小,所以排水量不大,而载着硬币的火柴盒却相反,排除的水量几乎等于刚才的十倍,因为硬币的重量大于水十倍。火柴盒潜入水中的深度,相当于它的全部分量所排除的水的重量。所以,水平面将上升。

流体试验108.水中的鸡蛋

把三只大口玻璃杯注满水,各放入一只鸡蛋。令人不解的是,各个鸡蛋却浮在不同的高度上。这如何解释呢? 第一只杯中,用的是自来水,鸡蛋很正常地沉到杯底。第二只杯子里,放了两汤勺食盐,变成了盐水,鸡蛋浮在水面上。第三只杯子下半层是盐水,上半层是正常的自来水,是你用汤勺轻轻放进去的。所以鸡蛋浮在中间。它虽然会在自来水中下沉,但却浮在盐水上面。

流体试验109.做一艘微型潜水艇

用厚橘皮做一只3 cm 长的小型潜水艇,上面安装一个小塔楼,再用防水的油彩画成船形。把一只大玻璃瓶中注满水,直至瓶口,把小船放进去,用橡皮盖把它封闭。只要按一下橡皮盖,潜水艇就会下潜。手指用力的大小,决定潜水艇是否下沉或浮在水中。 透气的橘皮释放出微小的气泡,决定潜艇的沉浮。手指在橡皮盖上的压力,使得小气泡压缩,因而给潜艇以动力潜入水底。船所以能够平稳漂浮,是因为橘皮的橙色的外表,重于里面的白色部分。 瓶中再扔进几个火柴头当作蛙人。他们会和潜水艇同时上下运动。

流体试验110.活泼的潜水球

用巧克力糖的锡箔包装纸,捻成彩色的小球,按压结实。放入装满水的牛奶瓶中,瓶口安一个有吸力的小挂钩(厨房里一般都有)。用不同力量按压挂钩的橡皮部分,里面的小球就会活泼地上升、下降或者浮在中间。 锡箔重于水。小锡箔球所以能够在水中漂浮,是因为小球中还存有空气。手指的压力,被水传播,压缩了球中的空气,它们的浮力减少,所以下沉。

流体试验111.风向决定水温的变化

岸边的水温一夜之间就会发生变化。这不仅取决于白天的气温,而且还取决于风向。风从水中朝陆地方向吹,还是从陆地朝水的方向吹,水温才会升高呢? 水在4摄氏度时密度最大。水温越高,水的膨胀越大,因而也就越轻。所以,被阳光照热的水停留在岸边的水面上层。如果风来自水域,温暖的水层就会聚集在平坦的岸边。但如果风来自陆地,情况就不同了,它就会把温暖的水层吹走,冷水就会从深处涌上来。

流体试验112.来自下面的压力

冷却鸡蛋时,让自来水流入煮蛋的锅里,并让水流在蛋和锅壁之间。把锅向前倾斜,蛋本来应该滚到锅朝下的一边。但实际上,蛋却留在上面的水流旁不动,旋转着贴在水流上。 流体(或气体)的压力,随着流速加快会减弱。蛋和锅壁间的水流,也是如此。周围带有正常压力的水把蛋推了上去。

流体试验113.和水做游戏

把一只小酒杯放入一个大口的玻璃罐中,并注满清水。现在我们做个游戏:试试把硬币扔进小酒杯中。你可以和几个朋友共同做这个试验。不管你如何对准小酒杯扔下硬币,硬币总是落在酒杯的外边。 真正让硬币在水中笔直下落,是很难成功的。下落的硬币只要梢有倾斜,下落时向下倾斜的一面,就会遇到很大的水的阻力。由于硬币的重心正好在它的中央,所以它在下落时就会轻微旋转,而向它冲击的水分子,就会使它走上一条弧形的路线。

分子力量114.水迹的延伸

水滴在报纸上。开始时留下的圆形湿迹,会逐渐变成为椭圆形。 这是主要造纸原料植物纤维的走向所决定的。滴下的水浸入这些极小的毛细管中 — 就像自然界生长的植物吸收水分那样。由于横向的纸张纤维吸水性不太强,所以,椭圆形水迹就向我们显示了纸中纤维的走向。报纸上印有图片或大型字体的地方,水迹扩展很小。纤维的吸水功能所以减弱,是因为其中的大部分都被含有油性的油墨吸收。

分子力量115.撕报纸试验

如果想把报纸撕成条,你就会遇到两种不同的结果:顺着印刷字行撕,撕后的边大体是平直的,而逆着印刷字行撕,边则是弯曲和锯齿状的。这是为什么呢? 和木材一样,顺着纤维切割,要比横着容易,纸张同样有纤维走向。生产纸张时,用木材制成的纸浆,要通过一个运动着的筛带。在这个过程中,纸浆中包含的纤维,是按照走向进入机器的。经过上浆、滚轧和干燥后的纸张,逆纤维走向较结实。这一事实,在纸张进一步加工时,即在印刷、装订和做手工时极其重要。

分子力量116.纸绳的拉力

把一张纸巾卷起来并拧成一条结实的纸绳,用它来进行拔河游戏。两端有人使劲拉的时候,它能禁得住吗? 如果你是横着纸的纤维走向拧绳,那只要一拉就会扯断。但如果顺着纤维走向拧绳,那它就可以禁得起拉扯。在这种情况下,纤维聚合在一起,共同抵御拉扯的力量。但如果上面只要滴上一滴水,那么这个聚合力就会立即消失。

分子力量117.会爬的液体

春天,剪下一根刚萌芽的桦树枝条。它的切口处会流出清亮的液体。如何解释这种所谓的“树血”呢? 春天,树根向萌芽输送有养料的水分特别多。这种输送是在树根的压力下进行的,同时也通过毛细现象:水分子和木分子相互吸引,因此树液上升至输导组织的管道形毛细管中。我们可以做一个试验:把一根长毛衣针插入塑料管中,然后将它弯成U形,并挂在装满水的玻璃杯上,这时,水就会顺着U形管上升,最后把杯中的水流干。

分子力量118.纸做的睡莲也会绽放

将一张平滑的纸剪成一朵花,用彩笔涂上颜色,然后把花瓣向里折叠。把这朵纸睡莲放入水中,你就可以看到花瓣以慢镜头的速度向外开放的景观。 纸的主要材料是植物纤维,即极细的管道。通过分子间的相吸,水就会渗入这种所谓的毛细管中。纸开始膨胀,就像是凋谢植物的花朵放入水中那样,这朵纸做的睡莲的花瓣也会竖立起来。

分子力量119.神奇的气泡

取一个底部是白色的啤酒垫盘,用针从下面中间扎三个小孔。把一只玻璃杯注满清水,直至边缘,把垫盘盖在上面 — 垫底朝上 — ,然后立即把玻璃杯倒转过来。你必须用手顶住垫盘,并用手指捂住上面的小孔。现在你就可以做汽水了:你把手从小孔处移开,杯中开始冒起气泡。 垫盘的纸板由植物纤维,即极细的管道组成,通过“毛细管现象”汲取水分。由于垫盘吸收了相当的水分,杯中出现了低压,于是外面的空气就通过小孔进入杯中,以取得气压的平衡。

分子力量120.让水倒流

取两个或三个啤酒垫盘,摞在一起,中间刺穿一个相当于塑料吸管粗细的洞,将吸管插入,用胶水封闭缝隙。把吸管按图上的样子剪短。将两只玻璃杯 — 一只短粗的和一只细长的 — 分别注满三分之一的清水。把啤酒垫盘放在细长的杯子上,然后猛的把它倒转过来,头朝下扣在短粗杯子上面。这时你就会发现,下面杯子的水会倒流至上面的杯子中去,甚至持续一个小时之久。纸板制作的啤酒垫盘中的管道式纤维,将汲取上面杯子中的部分水分,从而产生了低压。外面的空气为平衡气压试图进入,压迫吸管中的水向上倒流。

分子力量121.被截断的水管

圣诞节来了,一个父亲要树起一棵圣诞树。他必须把树干的底部削尖,才能插到底架上。尽管然后把下面的底盘里放满了水,圣诞树在节后还是很快就枯萎,掉光了针叶。这是为什么呢? 在削树干底部时,除了树皮,常常也把最外圈年轮削掉。但恰恰在这里存在着吸水细胞,即向上输送水分和养料的管形细胞。靠近树心的老年轮,由于细胞已经木质化,不再具备输送水分的功能。它们只起加固树干的作用。因此树干无法汲取水分和维持针叶的生长。

分子力量122.一片积水的力量

把水倒在厨房的平滑的塑料作业台面上,这些水有多少会流到地下,取决于台面边缘的形状。如果是直角边缘,则只有倒水时溢出的那部分水流下台面(见图1);而如果边缘是半圆的,则全部积水都会流下(见图2)。 流动的水,首先遵守重力法则。在有棱角的边缘,水的亲和力,即水分子间的吸力则在此处中断。而半圆形边缘却相反,它使水分子的亲和力保持了下来。它甚至比此时水分子对塑料台面的附着力更为强大。结果是所有的积水都将流光,台面很快就会干燥。

分子力量123.硬币陷阱

把一根火柴从中间折弯,但不要折断。把这个角状的火柴平放在一只葡萄酒瓶口上,上面再放上一枚一分尼硬币。怎么才能让火柴离开瓶口,而让硬币掉进瓶中呢?但不许碰到火柴! 你只需要把一滴水滴在火柴的弯曲处,火柴就开始活动起来,过不了一会儿,硬币就会落入瓶中。木材的管状细胞,接受了水分,继续向里面输送。通过分子的吸力,出现了压力,使瓶口上火柴两端逐渐展开。

分子力量124.气象站

用火漆或胶水把一只干燥的松球果固定在一块木版上。在中间的一个鳞片上插入一根大头针,外面再套上一根吸管。把木板放到外面可以挡雨的地方。吸管会随着气候的变化而移动。请标上刻度。 这个简易的湿度计,是大自然的作品。下雨前,松球果紧缩,以保护里面的种子。球果的表面则吸收水分,膨胀或者萎缩 — 这个过程,你也可以在一块薄板或者一块纸板上观察得到,如果它的一面变得潮湿的话。

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