吳東東 謝巍 涂悠悠 瑪麗
從太空看,地球是藍(lán)色的。因?yàn)榈厍虮砻娲蟛糠直凰{(lán)色的海洋占據(jù),也就是說地球表面大部分被水包裹著。水既普通又神秘。水面、水下會(huì)有哪些秘密呢?
純凈的水是無(wú)色、無(wú)味的。
溫度為4度的時(shí)候,1升水正好是1千克的重量。
水是無(wú)法壓縮和改變體積的。
在靜止?fàn)顟B(tài)下,水的表面是絕對(duì)平面,所以有個(gè)詞叫“水平”。
水沒有固定形狀,它待在什么容器里面就是什么形狀,它可圓、可方、可三角、可多邊。
無(wú)論何種形狀的連通器,水的表面都處于同一水平線。
質(zhì)量相同但溫度不同的水,體積是不一樣的。
0度時(shí),水會(huì)結(jié)冰。因?yàn)橥葪l件下同體積的冰比水輕,所以冰會(huì)浮在水面上。
水受熱會(huì)變成水蒸氣,水蒸氣遇冷又會(huì)變成液態(tài)水。
水可以溶解很多物質(zhì),比如鹽。海水中就含有鹽,把海水加熱蒸發(fā)后能得到白色固體——溶解在水中的鹽。
把水、水銀和油混合在一起,三種液體在數(shù)分鐘后會(huì)分層,這是因?yàn)樗鼈兊拿芏炔煌?/p>
水在天然細(xì)管(植物的莖)或人造的細(xì)管(比如毛巾)內(nèi)可以上升。這就是水的毛細(xì)作用。
雖然純凈水是絕緣的,但我們?nèi)粘I钪械淖詠?lái)水和海水是導(dǎo)電的。自來(lái)水和海水會(huì)導(dǎo)電,是因?yàn)槠渲泻械碾s質(zhì)導(dǎo)電,所以當(dāng)我們身體還濕漉漉的時(shí)候千萬(wàn)不要觸碰已經(jīng)接通電源的電器。
在淡水里
淡水湖是地球上最大的淡水庫(kù)。
世界上面積最大的淡水湖是位于美國(guó)與加拿大交界處的蘇必利爾湖,它的面積有8萬(wàn)多平方千米,差不多是我國(guó)江西省面積的一半。不過,蘇必利爾湖雖然面積大,但蓄水量卻不是最大的,蓄水量最大的湖是位于俄羅斯的貝加爾湖,它最深處深達(dá)1642米。
地球上所有的湖泊、河流、雪水、地下水、冰山等加起來(lái),全世界的淡水總量也只占地球總水量的2.8%,其余97.2%都是完全不能飲用的咸水。
地球上幾十億的人口和數(shù)不清的動(dòng)植物都靠這只占地球總水量2.8%的水活著。
在海洋里
地球表面積的75%都是海洋,海洋才是地球最大的水庫(kù)。海洋的總面積為3.6億平方千米,最深處即使放下地球上最高的珠穆朗瑪峰,距海面還有1000多米。
海水是咸水,人類飲用海水不僅不能解渴,而一且在飲用海水后,會(huì)因人體腎臟排泄不了鹽濃度過高的海水而造成人體脫水。不過,世界上很多的動(dòng)植物卻能在海水中生活和繁衍。
除了海洋在一些湖泊、沼澤以及地下也有部分咸水。
問題來(lái)了
畫面中,淡水區(qū)出現(xiàn)了一些不該出現(xiàn)的海魚,海水區(qū)也出現(xiàn)了不該出現(xiàn)的淡水魚,還有一條既能在淡水中出現(xiàn)也能在海水中出現(xiàn)的魚。把它們都找出來(lái)吧!讓爸爸媽媽打開手機(jī)中的搜索引擎,輸入魚的名字。這可是一個(gè)能和爸爸媽媽一起合作的好游戲呀!
探索水下
早在300多年前,人類就開始借助潛水服來(lái)探索水下。和現(xiàn)在靈活輕便的潛水服不同,早期的潛水服顯得笨拙可笑,因?yàn)楫?dāng)時(shí)的技術(shù)很難完美地解決抵抗水平、供氧和大活動(dòng)范圍等問題。
托馬斯·康納利發(fā)明的潛水服不但可以讓潛水員利用攜帶的氧氣瓶在水下待上4個(gè)小時(shí),還能利用頭部的通話裝置和岸上的人進(jìn)行即時(shí)通話。
西德尼·哈爾船長(zhǎng)和他的伙伴聯(lián)合發(fā)明了一套潛水服。他們的發(fā)明無(wú)疑是具有歷史性的:他們?cè)跐撍蟹胖玫倪^氧化鈉能把潛水員呼出的二氧化碳還原為氧氣,這使?jié)撍畣T能反復(fù)利用有限的氧氣,從而延長(zhǎng)潛水員在水下作業(yè)的時(shí)間。
來(lái)自澳大利亞的發(fā)明家約翰·布坎南和亞歷山大·戈登利用能伸縮的金屬材料研制出了能防水的潛水服。
約翰·萊斯布里奇發(fā)明的木桶潛水服能下潛20多米。他靠這套潛水服幫人水下打撈掙了很多錢。
來(lái)自波蘭的卡爾發(fā)明了一套能在河底行走的潛水服。他在家鄉(xiāng)的奧德河的水底行走過。
皮埃爾·雷米·博偉用鉛制作了一雙能在水中穩(wěn)定行走的鞋子,穿上這雙鞋子再穿上他發(fā)明的潛水服,便能在水中暢行。
切斯特·邁克達(dá)菲設(shè)計(jì)的表面鍍鉛潛水服重達(dá)250千克,能夠潛入深海,但需要連接一個(gè)泵把潛水服中的海水泵出,同時(shí)也需要一根連接水面的氧氣管來(lái)供氧。
約瑟夫·佩雷斯研制的潛水服有個(gè)名不副實(shí)的名字——“美人魚”,首次亮相就在尼斯湖創(chuàng)造了123米的最深潛水紀(jì)錄。
查爾斯·佩克特·德·普魯在他的潛水服中安裝了二氧化碳還原裝置,他穿著帶這種裝置的潛水服成功潛入了90米深的水中。
美克威公司發(fā)明的這套潛水服直到20世紀(jì)80年代還在廣泛使用。
水下工具
下圖這艘簡(jiǎn)陋的潛艇是世界上第一艘潛艇,它首次亮相是在英國(guó)的泰晤士河,發(fā)明人是荷蘭人科尼利斯,現(xiàn)在只有成品圖,設(shè)計(jì)圖紙已經(jīng)失傳。據(jù)說這艘潛艇能容納多達(dá)16名乘客,可以在水下停留3小時(shí)。
美國(guó)人羅伯特研制出了一種依靠風(fēng)帆浮出水面的潛水艇,它最深能潛至水下7米,能容納數(shù)名船員,在水下停留幾個(gè)小時(shí)。
發(fā)明家威廉·鮑爾研制出了德國(guó)第一艘潛艇,它最深能下潛9.5米,精密的機(jī)械傳動(dòng)裝置靠人力驅(qū)動(dòng)。不過這艘潛艇亮相不到一年就沉沒了,好在當(dāng)時(shí)的船員都被救了上來(lái)。
波蘭科學(xué)家斯蒂芬·杰維斯基研制了一艘自行車式的單人腳踏驅(qū)動(dòng)潛水艇,它更像一個(gè)大玩具。
這艘參加過美國(guó)南北戰(zhàn)爭(zhēng)的潛艇“亨利號(hào)”也是靠人力驅(qū)動(dòng)的,艇內(nèi)照明靠蠟燭。不過,它在服役的第二年就在一次返航中被擊沉,成了歷史上第一艘在戰(zhàn)爭(zhēng)中沉沒的潛艇,這個(gè)世界紀(jì)錄可不怎么樣。
美國(guó)人布什·納爾曾研制出一艘單人潛水艇,完全靠人力驅(qū)動(dòng),因?yàn)闆]有壓載艙,浮出水面時(shí)要手動(dòng)操作壓力水泵把壓艙水排出。這艘潛艇能在水下待30分鐘。
西班牙人奈爾西斯用橄欖木打造了一艘能在水下20米深度觀察珊瑚的潛水艇,外形好像一條魚。
第一艘安裝電力驅(qū)動(dòng)裝置的潛艇同樣出自斯蒂芬·杰維斯基,他不但安裝了潛望鏡,還安裝了水雷釋放裝置。
這艘靠輪子在海底行走的潛艇出自美國(guó)工程師西蒙·萊克之手。除了輪子,它還身負(fù)很多獨(dú)到的設(shè)計(jì)。
西蒙。萊克在他研制的另一艘潛艇里安裝了空氣閘門艙,這個(gè)裝置可以讓潛水員在水底游出潛艇作業(yè)。這個(gè)閘艙內(nèi)的氣壓可以保證水下艙門打開時(shí),水不會(huì)進(jìn)入潛水艇。
好了,真正可以實(shí)戰(zhàn)的潛水艇出現(xiàn)了!他的發(fā)明人是來(lái)自愛爾蘭的約翰·菲利普·霍蘭。他最早在潛水艇上加裝汽油發(fā)動(dòng)機(jī),并備有蓄電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)和作戰(zhàn)用的魚雷發(fā)射管、氣動(dòng)發(fā)射火炮。這些配置和設(shè)計(jì)思路直到今天還被潛艇設(shè)計(jì)所采用。
鉆井平臺(tái)
為了滿足物質(zhì)所需,人們建造了各種各樣的海上鉆井平臺(tái)來(lái)獲取更多的地球資源。這些鉆井平臺(tái)的高度從底部算起來(lái),早就超過很多地面上的摩天大樓。
固定式鉆井平臺(tái)借助導(dǎo)管架固定在海底。支撐固定平臺(tái)的樁腿靠打樁機(jī)直接打入海底。
樁腳被釘大海底,然后用鋼絲纜繩固定住平臺(tái),使其不受海底強(qiáng)勁海流的影響。
鉆井平臺(tái)能容納好幾百人,對(duì)于在上面工作的人來(lái)說這就是個(gè)臨時(shí)居所。工人們?cè)诤I瞎ぷ鳌⑿菹?,一般每隔幾周回到陸地一次?/p>
半潛式平臺(tái)由上層工作甲板、下層浮體結(jié)構(gòu)和中間立柱三部分組成。平臺(tái)作業(yè)時(shí)在浮體中注入壓艙水,使得平臺(tái)大部分沉沒于水下,以減小海浪的影響,從而進(jìn)行不同于基他平臺(tái)的深水作業(yè)。
混凝土式平臺(tái)靠自身重力穩(wěn)固地立于海中。目前世界上最大的重力平臺(tái)是挪威的巨魔天然氣平臺(tái),有472米高。
全世界最深的鉆井平臺(tái)是墨西哥的帕迪多鉆井平臺(tái),坐落于大西洋之上,深達(dá)2450米!這是什么概念呢?目前中國(guó)最高的樓是上海的中心大廈,樓高632米。