梅乐芝经理的科普文章 (七)(2/3)
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,物理学进入一个新的阶段。
原子本认为是不可再分,阴极射线实验发现电子,证明原子内部还有其他结构。
最终认定原子中心是原子核,带正电,周围是电子环绕,带负电。
类似于地球环绕太阳的情况。
电子以接近光速的速度绕原子核而行,原子的质量基本集中在原子核,而原子核的体积相比原子所占的体积(在分子范围)可以忽略,也就是说原子内部其实空空荡荡。
不同元素的原子内电子数量不同。
当电子数量较多时,电子还分层环绕,就像太阳系情况。
我们通常发现不同的元素的特性,主要是原子内部外层电子变化引起。
我们认为的剧烈燃烧、爆炸等现象其实是不同分子之间的原子互换或分子分裂后原子重组新的分子过程。
这些过程根本不涉及原子核的任何变化,仅仅是不同原子在重组中外层电子的搭配情况有所变化。
在某种情况下,原子核之间也会发生作用,合并或分裂,这时候就是通常我们所说的核反应。
某些元素的原子核不稳定,会自发发生分裂。
导致元素衰变为其他元素。
这个是天然的核反应过程。
将那些不稳定的原子核集中在一起,让分裂过程变得剧烈,或将原子核强行合并产生新元素,这是人工的核反应过程。
观察:
1早期电视或电脑显示器,都是使用阴极射线管(crt)来产生图像。
屏幕本身是厚玻璃,仔细观察会发现玻璃后面是小点组成都阵列。
每个小点是由三个更小的点组成。
使用时,高速电子流击中小点,使得小点发亮。
这些小点称之为荧光粉。
电子流打在荧光粉上,改变了荧光粉原子中电子所在的位置,当改变位置的电子回原位置时,就发出肉眼可见的光。
不同类型的荧光粉发的光颜色不同,发光的持续时间也不同。
我们使用余辉时间来描述发光持续时间。
短余辉荧光粉、中余辉荧光粉、长余辉荧光粉就是荧光粉发光持续能力的通常划分方式。
等离子显示屏,虽然工作方式与阴极射线管不同,但显示出不同颜色都是发光材料的原子内部电子回到原位置而产生的可见光。
早期的日光灯、现代的节能灯原理与等离子显示屏类似。
2自然中很多元素的原子核会发生变化。
地球的生命都使用碳元素,并且在生命周期内会和外界环境进行碳交换。
空气中存在大量氮元素,某些氮原子受到宇宙中高能射线打击,原子核发生变化,变成碳14元素。
这些碳14原子与通常的碳12原子不同,其原子核不稳定,会慢慢衰变为氮原子核。
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