《游戏中的科学》

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游戏中的科学- 第2部分


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    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。


静电现象38。会喷射的大米爆米花

        
    用干布摩擦,让一把塑料小调羹带电,拿在一盘大米爆米花的上方。爆米花立即会跳起来,粘到调羹上。然后又突然向四面八方喷射出去。    
    爆米花被带电的小调羹吸了过去,粘在上面片刻。这时调羹上的部分电子转向爆米花,直到所有爆米花都带上了和调羹同极的电子。由于同性的电子是相斥的,所以才出现了爆米花喷射现象。


静电现象39。自来水会拐弯

        
    用一块毛料干抹布让一把塑料调羹带电。把水龙头打开少许,将调羹靠近细细的水流。你看 — 水流拐弯了,向着调羹靠近。    
    带电的调羹对不带电的水流产生了吸引力。一旦调羹碰上了水流,这个魔术立即就会失效。水是导体,立即把电子从调羹上导走。即使飘浮在空气中的水气也能够带电。所以这个静电试验要在寒冷的晴朗天气和暖气良好的室内进行。


静电现象40。胡椒粉和盐如何分离

        
    把少许粗粒盐撒在桌子上,和胡椒粉混合堆在一起。用什么最简单的方法可以把它们分离开呢?用毛料抹布摩擦一把小塑料调羹,然后去接近那个小作料堆。胡椒粉立即会跳起来粘在调羹上。    
    通过摩擦,调羹带上了电,对不带电的颗粒具有吸力。由于胡椒粉比盐的重量轻,所以胡椒粉先跳起来粘向调羹。如果想把盐也吸起来,必须把调羹放低一些才行。


静电现象41。电蛇

        
    用绵纸剪一条10 x 10 cm 的螺旋形的纸蛇,放在一个铁皮盖上,把蛇头拉上一些。用毛料布使劲摩擦一只钢笔,置于纸蛇头的上方。它就会像一条活爬虫那样直起身来,不断向上冲撞。    
    这个试验中,钢笔通过毛料布的摩擦带上了电,吸引着不带电的纸蛇。每次接触会重新带上一部分电,但会立即被导体铁皮盖导掉。然后,不带电的纸蛇会重新被吸引,直到钢笔失去所有的静电。


静电现象42。电跳蚤

        
    用毛料布摩擦不用的旧唱片片刻,把它放在一只玻璃容器上。用铝箔捻成豌豆大小的小球,扔在唱片上。一场有趣的静电游戏开始了:小球开始跳着曲线相互分开。如果把它们拢在一起,它们先是相吸,但一会立即相互跳开。    
    通过摩擦,唱片上带的静电并不均匀。各个铝箔球吸电又放电,但又被唱片上带电不同的部位重新吸引。具有同样电极的小球相遇,它们就会相斥而分开。


静电现象43。简易验电器

        
    把果酱瓶盖钻一个洞,插入一根钩状铜丝,用火漆使其和瓶盖绝缘。在钩上挂一条折叠的铝箔。然后拿一支经过摩擦带电的钢笔或者梳子接触铜丝,铝箔两端即行分开。    
    通过与带电体的接触,电子沿铜丝传至铝箔条的两端。两端均为同样的电极,故相斥分开,分开程度与电流的强弱相当。


静电现象44。电球游戏

        
    用铝箔做成一个踢足球的小人儿,把它固定在一张旧唱片的边缘。用一块毛料布使劲摩擦唱片,然后放置在一只干燥的玻璃杯上。距离小人儿大约5 cm 处,放置一个铁盒。取一个用铝箔做的小球拴在一根线上,置于小人儿和铁盒之间,小球就会被小人儿多次踢向铁盒,并反弹回来。    
    带电的唱片把电流输给铝箔小人儿,把小球吸引过来。带上电后由于属于同性,立即加以排斥,小球冲向铁盒,球体上的电流立即被导掉。这个过程以极快的速度反复。


静电现象45。没有危险的高压电

        
    把一张圆盘形铁皮板放置在一只干燥的玻璃杯上。用毛料布使劲摩擦一只吹起的气球,放在铁板上。用手指去接近铁板边缘,就会冒出微小的火花来。    
    金属和手指之间产生电压平衡。尽管电火花具有数千伏高压,但却没有危险,就像梳头时会产生的火花一样。一名美国科学家发现,在一只猫的身上要抚摩92亿次,才能产生让一只75瓦灯泡亮一分钟的电流。


静电现象46。小闪电

        
    在一只干燥的玻璃杯上放置一把金属蛋糕铲,上面放一块事先经过摩擦而带电的泡末塑料,用手去接近蛋糕铲的手柄,就会产生小小的闪电火花。    
    通过用毛料布摩擦,使泡末塑料带上了负极电子。同样的电极相互排斥,金属蛋糕铲上原有的电流全部集中到手柄尖端。在那里出现向手指放电现象。闪电的电压高达数千伏,但由于电流量极小所以没有任何危险。


磁力47。地球的磁力

        
    取一根熟铁棒,倾斜向下对着北方,然后用锤子敲打数次。铁棒由此而带上少许磁性。    
    地球被磁力线所包围。在德国它们交叉在地球65度角处。在地球的磁力线作用下,铁棒中的磁粒子在震动时指向北方。这也是铁质工具为什么会自动磁化的原因。你把铁棒对准东西方向,进行敲打,上面的磁性就会消失。


磁力48。磁力测试

        
    很多钢铁制品都是带磁的,但我们不一定知道。用一只指南针,即使最微弱的磁性,我们也可以测试出来。    
    如果一根铁棒带磁,它就和指南针的指针一样,会有南北两极。由于同极相斥,异极相吸,因此指针的一端就会被铁棒尖端所吸引,而另一端被排斥,如果铁棒无磁性,那么指针的两端会以同样方式指向铁棒。


磁力49。会动的铅笔

        
    把一支带棱的铅笔放置在桌子上,然后在它的上面再放一支圆形铅笔,使其在上面保持平衡。用一块强磁铁小心接近铅
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