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游戏中的科学-第4章

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    鸡蛋表面大多是粗糙的,而瓷杯很少十分圆,总会留有空隙,气流可以通过这个空隙进入鸡蛋底下的空间。气流将在那里压缩,如果其张力足够的话,那么,鸡蛋就会像气垫船一样飘浮起来。


空气61。瓶式晴雨计

        
    在一只大口汽水瓶口上绷一块气球皮,上面贴一根干草棍,草棍下面别一根火柴杆。这样,一个简易晴雨计就做完了。把它放置在一个常温的阴凉墙壁旁,然后在墙壁上固定一个刻度盘。随着每日变化的气压,草棍一端会相应地上下移动。天气晴朗时气压较高,它就会压迫气球皮向瓶里凹去,指针则向上抬高。气压下降时,对气球皮的压迫减弱,指针则下滑。这和在一个真空罐中的薄膜通过杠杆和齿轮向一根指针传递运动的晴雨表是相似的。


空气62。降落试验

        
    把一张小纸片放在五个马克硬币上,然后让它们平行下降。出乎我们意料的是,硬币和纸片将同时落地。纸片在硬币的保护下没有遇到空气的阻力。    
    如果你让硬币和纸片分开降落,则较轻的纸片将遇到空气的阻力,而比硬币下降的速度慢很多。著名的意大利科学家伽利略,曾在大约400年前得出结论:只要没有空气的阻力,不同重量的物品将以同样速度下降。


空气63。反射的小纸球

        
    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
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