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游戏中的科学-第2章

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    柠檬汁或食用醋,通过化学反应使纸上写了字的部分成了一种类似赛璐粉的物质。它们的燃点低于纸张本身,所以烘烤时,写字的地方先烧焦,故而密函的内容显现了出来。


化学类18。来自橡树的墨水

        
    用橡木做的水槽外侧有铁箍固定的地方,木质的颜色呈现深蓝色。看起来就像是用墨水染上的一样。这是怎么一回事呢?    
    实际上,这确实是一种墨水,是鞣酸和铁结合,在潮湿中形成的。过去,人们用铁粉和含大量鞣酸的橡木虫瘿制造墨水。    
    可以做一个试验:用一把非不锈钢刀,在一棵橡树上割一块五倍子下来,刀刃很快就会染上蓝色。


化学类19。复制报纸图片的简易办法

        
    报纸上的照片和图画很容易复制。取两勺清水,一勺松节油和一勺洗涤剂混合在一起,然后用一块海绵蘸着这种混合液,轻轻按涂在报纸有照片和图画的地方。然后覆盖上一张普通白纸。用一把小勺的背面用力碾擀白纸,报纸上的图像就会清晰地复制出来。    
    松节油和洗涤剂混合,产生了一种感光乳胶,会浸入到干燥的油墨的染料和油脂之中,使其重新液化,但它只能化解报纸的油墨。杂志上的彩色图片,含有过多油彩,很难化解。


化学类20。变色魔术

        
        
    把紫叶甘蓝的叶子切成菜丁放入碗中,并注入开水。待半个小时以后,水的颜色变成紫色,然后把变了色的水,倒入一只玻璃杯中。取三只小玻璃酒杯,各倒入半杯清水,然后在第二杯中倒入少许白醋,第三杯中倒入少许碳酸氢钠(即漂白粉)。当你在每只杯中都倒入一些菜汁以后,各杯中原来透明的水开始变色。第一杯变成紫色,第二杯变成红色,第三杯则变成了绿色。紫叶甘蓝的菜汁是一种指示剂。用它可以观察化学反应,就像在化学中的试剂。在这里,指示剂告诉我们:第一杯是中性的,第二杯发生了酸性反应,而第三杯则是碱性反应。


化学类21。会燃烧的方糖

        
    取一块方糖,置于一个金属盒盖上,用火柴试试,它是否可以点燃。当然不行。但如果你把方糖的一角放上少许香烟灰,然后在这里放上一支燃烧的火柴,方糖立即就会冒出蓝色的火焰燃烧起来,直到最后完全融化。    
    尽管香烟灰和方糖都无法单独点燃,但烟灰却可以引发方糖的燃烧过程。    
    一个可以引发化学反应,但本身却不发生变化的物质,被称为催化剂。


化学类22。燃气管道

        
    借助铅笔把一块薄铁片卷成一根10cm长的小管,把它的一端置于一支蜡烛火苗的上方。取一根燃烧着的火柴放在小管的另一端,管口立即燃起另一个火苗。    
    和所有固体和液体燃料一样,蜡烛通过加热,产生可燃气体,聚集在烛心火苗附近。它和空气中的氧一起燃烧在火苗的外层和尖端。而处于中心地位尚未燃烧的气体则通过管道外溢。


化学类23。燃烧的铁

        
    你是否可曾想到,铁也可以用火点燃吗?把细的钢丝绒缠到一根小木棍儿上,放在蜡烛火苗上方。钢丝开始燃烧起大火苗来,就像烟花一样并发火花。    
    这里发生的是高速氧化作用。铁和空气中的氧结合成为氧化铁。从中产生的温度超过了铁的熔点。由于氧化铁的碎末不断下落,所以建议这个试验一定要在洗碗池中进行。


化学类24。无火焰的燃烧

        
    取一把细钢丝绒塞进一只玻璃杯中,然后用水弄湿。把杯子倒放在一只放了水的盘子里。开始时,杯中的空气制止液体进入杯中。但很快盘子里的水平开始下降,而杯中的水却不断上升。由于空气中有五分之一是氧气,杯中的水不断上升,直到一个小时以后占据了杯子五分之一的空间。这个过程,在不知不觉中开始释放热量。    
    以上现象的发生,是由于钢丝绒蘸湿以后开始生锈,因为铁和空气中的氧开始结合。人们称这个过程为氧化。(不锈钢钢丝绒不适合做此试验。)


化学类25。灭火器

        
    把用过的一小截蜡烛放入水杯中点燃。在第二只杯子里放入一茶羹碳酸氢钠,并放少许食醋。白色粉末开始冒泡,表明正在产生一种气体。轻轻把杯中的泡末倒向蜡烛,蜡烛立即熄灭。    
    在这个化学反应中,产生了无形的气体二氧化碳。它重于空气,所以倒转时沉于杯子下部。另外,由于它是不可燃气体,所以就像是灭火器一样使火焰窒息:冒出的泡末由无数含有二氧化碳的小气泡组成。它们包围了火焰阻隔氧气进入。火焰随之熄灭。


化学类26。遥控点火

        
    点燃一支蜡烛,让它燃烧片刻,然后再把它吹灭。烛心冒出白色的烟雾。你在蒸汽上方划着一根火柴,一股火苗会立即冲入烛心,重新点燃蜡烛。    
    蜡烛吹灭后,其中的蜡质还保持极高的温度,所以才以烟雾的形式散发出来。这股烟雾是可燃的,一有明火即可立即燃烧。这个试验表明,固体物质的表面,在氧气下燃烧之前,会保持气状。


电流27。被损坏的金属

        
    在一杯水中放入一块薄铝片(可从巧克力包装袋上剪下),铝片上放置一枚铜制硬币。玻璃杯放置一天以后,杯中的水开始变得浑浊,铝片上放置硬币的地方,出现了一个漏洞。    
    这种损坏称为腐蚀,常常发生在两种不同的金属相结合的部位。在混合金属(合金)中如果组成部分不均匀的话,表现特别突出。在我们的试验中,水的浑浊是通过铝的分解。另外,在分解过程中也会产生少量电流。


电流28。土豆电池

        
    把手指长的铜丝和锌丝分别插入一只生土豆中。然后拿一个小耳塞的插头接触两根金属丝,你就会听到清晰的嚓嚓声。    
    这个声音是通过电流产生的。和手电筒电池一样,土豆和金属丝也产生了电流,尽管是很弱的电流。通过化学反应,土豆汁接触了金属丝,从而产生了电能。    
    人们称其为伽伐尼电池,因为意大利的医生伽伐尼,于1789年首次在试验中观察到了这一现象。


电流29。来自金属的电流

        
    把多枚擦得锃亮的铜制硬币和同样大小的锌片分别交叉地摞在一起,并在每一对金属片之间放入用盐水浸泡过的吸墨纸。于是,电流被释放了出来,而且你可以证明它的存在。    
    用细的漆包铜线,围绕一只指南针五十圈,把铜线裸露的两端分别放在最后一枚硬币和最后一个锌片上。电流立即驱动磁针开始运动。    
    盐溶液使金属起了化学变化。其结果是通过电线产生了电流,并对指南针发生了磁性作用。


电流30。做一个电磁铁

        
    用胶条缠绕一根手指长的铁螺栓,上面再缠绕1至2米长的绝缘细铜丝。把铜丝裸露的两端连到一块电池上。现在螺栓即可吸住一切铁质物件了。电流在线圈中形成一个磁场。铁物中的微小的磁粒子开始重新排列,形成了南北两极。如果螺栓是软铁制作,切断电流,磁性随即消失,如果是钢质,则将保留磁性。我们可以用这种办法使钢制品磁化。


电流31。莫斯电码发报机

        
    把木版B和木块C和D钉在木版A(10 x 10 cm)上。让一根4 cm 长的铁螺栓F从B木版上的圆孔中穿过去。螺栓上缠绕100圈铜丝(G)。铜丝两端分别连接在电池和剧条H上。把木块C 钻一个洞,把剧条H 穿进去固定住,让它的末端距离螺栓F 2 mm 远。一根长铁钉钉入木版A,把它上部弄弯,使其钉尖触及剧条中部。把钉尖涂上油料。作为按键可取一木条(E)用猴皮筋(P)连接作为弹簧,用两枚图钉(M和N)作为接触点。用电铃线(去掉绝缘包皮)把各部分连接起来。    
    按下按键,则接通电流,螺栓F磁化,吸住剧条H。就在这一刻,K处电流中断,螺栓失去磁性,H反弹回去,重新接通电流。这个过程快速重复,使抖动的剧条产生嗡嗡的响声。你如果想在两台发报机之间传递莫斯电码,就必须按照右图的线路图连接三条线路。    
    (图中右侧字母为莫斯电码)


电流32。石墨导体

        
    用一把剪刀和一支铅笔作为触点,把手电筒灯泡连接在一块电池上。灯泡就会发亮。    
    电流从电池上的负极(舌片长的一端)通过金属剪刀流向小灯泡。最微小的电流颗粒,即电子通过灯丝,使其炽热,然后通过石墨笔芯流向电池的正极(舌片短的一端)。石墨是优良的导体;甚至白纸上的铅笔字迹,也能产生电流,你可以用耳机听到声音。


电流33。迷你麦克风

        
    用两根铅笔芯靠近盒底两壁穿过一只火柴盒。在两根笔芯上横放一根短笔芯。把所有笔芯刮光滑。这就成了一个迷你麦克风。把这个麦克风连接上电铃线,然后和电池及旁边房间的耳机连接起来(你也可以使用半导体收音机上的耳机)。平拿火柴盒向其中讲话。耳机里可以清楚地听到你的声音。    
    电流进入石墨笔芯。当你朝火柴盒说话的时候,火柴盒底就会震动。这样就改变了笔芯间的压力,电流变得不均匀。电流的不稳定造成了耳机中声音的震动。


电流34。磁误导

        
    用胶条把细导线固定在倒置的玻璃杯上方,使其成为弧形状,弧形导线下放一只指南针。转动玻璃杯,让指南针的指针正好和导线平行。把导线两端连接在电池上,指南针的指针立即变成了同导线交叉状态。    
    电流通过的导线的周围产生磁力线。在弧形线的一侧产生磁性北极,另一侧为南极。改变电流方向,两极即改变位置。指南针的磁性指针将与磁场线方向一致。


电流35。自行车上的电路

        
    一个男孩很奇怪,为什么他的自行车的磨电器上只有一根电线连着车灯;照理说,应该有两根导线才能形成完整的电路。自行车运行时,发电的磨电器的内部,有一个永磁体在一个铜线圈中旋转。这样,线圈内的磁力就产生了一种电压。电流随之通过导线到达车灯,先是通过灯泡的灯丝,然后是通过灯的外壳、自行车的前叉和磨电器的外壳又回到了线圈。最重要的是磨电器上的微小的接触螺丝:它通过绝缘的漆层进入前叉的金属,从而接通了电路。


静电现象36。带电的气球

        
    把气球吹鼓,打结封住开口处,然后在你的毛衣上摩擦片刻。把它们送上天花板,它们就可以在上面停留几个小时。    
    通过摩擦,气球带上了静电,也就是说,它接受了毛衣上微小的负电子。带电的气球贴在天花板上,因为它的负极和天花板的正极相互吸引。电子在天花板上运动,直至正负取得平衡。由于天花板不是好的导体,在干燥和温暖的室内温度下,可以持续几个小时,气球才会飘落下来。


静电现象37。相吸和相斥

        
    吹起两只气球,使劲在你的毛衣上摩擦。然后用手牵着线绳让它们下垂,它们会相互排斥而分开。    
    通过摩擦,两只气球都带上了毛衣上的电子,均呈负极。由于同性相斥,故两只气球相互分开。但毛衣由于刚才被取走了电子,故变成了正极带电。正极和负极是相吸的,所以两只气球可以贴在你的毛衣上。
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