生活中的奥秘
为什么水到沸点就不再升温
在平常的气压下,水烧到将近摄氏一百度,就会沸腾起来了。也许你会以为,要是把火烧得更旺些,那么开水的温度该超过摄氏一百度了吧!果真是这样吗?假如我们有一个特殊的温度计,来测量开水的温度,你就会知道,不管怎样加大火力,温度汁里的水银再也不上升了,还是停留在摄氏一百度。
水沸腾起来的时候,虽然它还是不断从火焰耶里大量的吸收热量,但是,它同时也变成蒸汽跑到空气里去。每一克水分子化成蒸汽,都要带走五百多卡的热量,这时候火焰把热量一传给水壶,立刻就被水分子带到空气中去了。壶里水的热量不能积聚下来,温度自然就升不高了。尽管你加大火力,但是所增加的热量,只不过使更多的水蒸发罢了,水的温度是升不上去的。
不过,要使水在沸腾时的温度升高,也有一个办法,那就是增加气压。因为作用在水面上的气体压力,总是竭力阻挡着水分子溜到空气里去。气压愈高,水要抵抗气压而开始化成蒸汽,就必须有更高的温度才行。因此让气压增加,水的温度也就升高了。
在地面上,任何物体受到的压强都是一个大气压。从地面往下走,愈往深处走,气压愈大,水的沸点也就愈高;深度平均每增加一公里,水的沸点就提高摄氏三度。在深达三百公尺的矿井里,水要到摄氏一百零一度才沸腾,在一千公尺深处是摄氏一百零三度。如果使水承受的压力越大,沸点也就会越高。像十四个大气压的蒸汽锅炉,它里面的水要到摄氏二百度才会沸腾。
当然在相反的情况下,水的沸点也会降低。我们在高山上不容易把饭煮熟,就是因为高山上气压低,水不到摄氏一百度就沸腾的缘故。像在世界的最高峰——珠穆朗玛峰的峰顶烧水,只要烧到七十二度左右,水就会沸腾了。
砌墙时,墙体的砖与砖的缝为什么要错开
砖墙是由许许多多的砖块用砂浆砌起来的。当砂浆硬了的时候,就把砖和砖紧密地连接在一起,组成一个整体——墙。
泥工在砌墙时,你一定看到他们不是把砖头一块一块往上叠的,而是一块左一块右交错着往上砌的,这是为什么呢?因为当砖墙承受重量的时候,砖缝(用砂浆粘接的地方)是最薄弱的环节,这总是不及砖块那样牢固。
假如砖头一块接一块,不交错的叠上去,使砖缝连成一条直线,如此砌墙的话,就是把压力都集中到最薄弱的砖缝上去了,于是,很容易使墙受到破坏。如果砖块交错的砌上去,把上下的砖缝错开,就不易使墙受到破坏,就能保证砖墙有均匀的强度,并使砖块与砖块搭起来,受到的压力可以分散开来。这样,砖墙就牢固了。
为什么钢轨的枕木,不直接铺在地面上
火车的铁轮是紧紧贴在两根钢轨上滚动的,为了使火车有更快的速度,这两根钢轨铺得非常平直。
钢轨钉在枕木上,枕木又铺设在碎石堆上。为什么要这么麻烦呢?把钢轨直接铺在地而上,不是省事得多吗?
因为火车的载重非常大,如果把钢轨直接铺在地面上,钢轨和地面的接触面小,单位面积所承担的重量就大,地面受不了这么大的重量,就要发生沉陷。把钢轨钉在枕木上,就扩大了接触面积。如果直接把枕木钉在地面上,还容易发生沉陷,使钢轨高低不平。让枕木再铺设在碎石堆上,这样,火车上的重量通过钢轨传到枕木,再由枕木从碎石堆传到地面,使钢轨与地面的接触面积增大,单位面积上承担的重量就小了,地面也就能够承载得起很大重量。
枕木铺设在碎石堆上,还有一个好处,由于碎石堆很容易排水,所以枕木也不容易腐烂。
为什么河堤要下宽上窄
汹涌澎湃的浪潮日日夜夜不停的冲击河堤,但是河堤却依然站立着。
不错,浪潮正在用力推呀推的,它一心要把河堤推倒,让它自由自在地泛滥。河水横向的压强,是和河水的深度成正比的;也就是说,河堤底部受到河水的压力,要比上部大得多。把河堤筑得下宽上窄,正是适应河水压力的变化,而又节约了材料。由于河堤的重力是垂向的,它与浪潮横向的推力会产生出斜向的合力。如果全力越出河堤的底部,河堤就要倾倒;把河堤筑得下宽上窄,合力就不致越出河堤的底部,因此就可以使河堤站得更稳。
此外把堤筑成坡度,也能防止泥土倒塌下来。体积成下宽上窄,还有一个好处,使堤底地基单位面积承载的重量比较小,减轻了堤底的负担,使堤坝能站得更牢固。
鸟飞行时,为什么把脚缩在腹下
乘船的时候,如果你拿一根竹竿或木棒之类的东西伸进水里,即使你不拨不动,也会感到水有一股力量通过你的手里。这说明船的前进,已经在一定程度上受到你手里竿、棒浸在水里那部分的阻力了。
船行的速度毕竟是比较慢的。鸟飞的时候,它的速度要快得多了,如果任由两只脚挂在外面,必然大大地增加了空气对鸟体的摩擦面,就减慢了鸟的飞行速度,所以,鸟类在飞行时把两脚缩在腹下。有些鸟,像鹭鸶、鹤等类,脚非常长,不能缩在腹下,就水平的伸在身体后部,这样也达到了避免产生阻力的作用。
鸟的这种本能,人类已经加以利用了。例如现代人调整飞机,在起飞的时候,就把轮子收起来,这样就能飞得更快。
为什么风筝放高了,绳子就拉不直
当风筝飘到比较高的空中时,放风筝的绳子一头牵在我们手里,另一头结在风筝上,但放风筝的绳子并不是直的,而是中间向下垂的。为什么会这样的呢?除了绳的两头有风筝向上升和人手向下牵引的两个力量外,还因为绳本身有重量,所以,就使得绳子的中部向下垂成弯曲的弧形。挂在空中的绳越长,本身的重量和地球对它的吸引力也越大,垂落成的弧形就越大。当风筝放得不高的时候,绳比较短,绳中部向下垂的程度很小,所以是不容易看出来。
什么坏鸡蛋能浮在水上
要识别鸡蛋的好坏,那很容易。只要把鸡蛋丢在水里,沉的是好鸡蛋,浮的就是坏鸡蛋。
道理很简单:因为新鲜鸡蛋的比重比水大,坏鸡蛋的比重比水小。
新鲜的鸡蛋,里面的空气很少,其比重比水大,所以能下沉。可是,坏鸡蛋因为放的日子过久,一方面它的蛋白质腐败了,产生很多的气体;另一方面蛋里的一部分水分又从鸡蛋壳的小孔里蒸发掉。气体蒸发了,鸡蛋的重量就减轻,比重减小,自然就浮在水面上了。
轮船的底部为什么要涂上红色
到过造船厂的人,都会注意到,工人总是把轮船水线下面的船壳,漆成红色。如果要问这是为什么,你就会听到这样的回答:“为了保持船速和保证船壳”。
听了这样的回答,恐怕还不能使你满意,因为你还不明白漆了红颜色为什么能使船速不减和保证船壳呢!
要知道,轮船在吃水线下面的这一部分船壳,是一直浸在海水里的,海葵等贝类虫子,常常容易附到轮船底部的船壳上。如果这些贝类和虫子在船壳上附着的数量多了,不但使船壳受到损伤,使船的重量增加,同时也使船底部的船壳不光滑了,就会增加航行的阻力。重量增加和船壳不光滑了,都会使轮船的航速减低。