同學(xué)們,你們一定知道大力士吧!大力士力大無(wú)比,可以舉起很重的杠鈴,可以拉動(dòng)沉重的巨物……可是,你們知道嗎,在我們的身邊就有一個(gè)隱形的大力士,它雖然看不見(jiàn)、摸不著,但是擁有強(qiáng)大的力量。
沒(méi)錯(cuò),它就是空氣!空氣透明且無(wú)色、無(wú)味,是一種混合氣體,其中約78% 是氮?dú)猓?1% 是氧氣,還有1% 是稀有氣體、二氧化碳、水蒸氣和雜質(zhì)等??諝庖彩巧?,對(duì)人類(lèi)的生存和生產(chǎn)有重要影響。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明,人不吃飯大約可以活3 個(gè)星期,不喝水可以活3 天左右,但如果沒(méi)有空氣,連3 分鐘都活不了。
空氣的力量之一:氣壓
空氣對(duì)浸在其中的物體有壓力,即為大氣壓。有同學(xué)或許會(huì)產(chǎn)生疑問(wèn):我們生活在空氣之中,為什么一點(diǎn)兒感覺(jué)都沒(méi)有呢?這是因?yàn)槿梭w內(nèi)也存在氣體,其壓強(qiáng)與外界的大氣壓強(qiáng)相等,相互抵消,因此我們感受不到大氣壓的存在。不過(guò),科學(xué)家還是發(fā)現(xiàn)了它。
早在1643 年,意大利物理學(xué)家托里拆利就做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。他在一根1 米長(zhǎng)的細(xì)玻璃管中注滿(mǎn)水銀(汞),將其倒置在盛有水銀的水槽中,細(xì)玻璃管中的水銀會(huì)下降。讓他驚奇的是,水銀大約下降到760 毫米的高度后就不再下降了。托里拆利發(fā)現(xiàn),玻璃管中的這760 毫米刻度之上的空間既無(wú)水銀進(jìn)入,也無(wú)空氣進(jìn)入,即是真空。他據(jù)此推斷大氣的壓強(qiáng)就等于水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。后來(lái),他還發(fā)現(xiàn)水銀柱的高度會(huì)因地面的高度、天氣陰晴與氣溫的變化而變化,由此得出大氣壓會(huì)隨著這些因素的變化而變化的結(jié)論。他根據(jù)這個(gè)原理制作出了世界上第一個(gè)水銀氣壓計(jì)。
之后,德國(guó)馬德堡市市長(zhǎng)奧托·馮·格里克做了著名的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。1654 年的一天,他和助手當(dāng)眾把兩個(gè)黃銅半球灌滿(mǎn)水后合在一起,再把水全部抽出,使球內(nèi)形成真空。然后,格里克命令兩隊(duì)馬(每隊(duì)各4 匹馬)向相反的方向拉兩個(gè)半球,但是銅球原封不動(dòng)。后來(lái),每隊(duì)各加4 匹馬,總共16 匹馬,才將兩個(gè)半球拉開(kāi)。由此可見(jiàn),空氣是有力量的,并且力量還很大。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了這一奧秘后,將它應(yīng)用到了生活和生產(chǎn)之中,如抽水機(jī)利用大氣壓強(qiáng)將水從低處提升至高處;吸盤(pán)掛鉤利用大氣壓強(qiáng)使吸盤(pán)緊貼在光滑的表面上;高壓鍋利用增大鍋內(nèi)的大氣壓強(qiáng)來(lái)提高水的沸點(diǎn),使食物更容易煮熟……就連我們用吸管喝飲料也應(yīng)用了大氣壓強(qiáng)!
空氣的力量之二:壓縮空氣有彈性
我們拿個(gè)塑料袋,在空中揮舞幾下,然后迅速地握緊塑料袋口,袋子就會(huì)變得鼓鼓的。這里面就是空氣,說(shuō)明空氣有體積。
空氣還像海綿一樣可以被壓縮,被壓縮后,其體積變小,同時(shí)還獲得了彈性。同學(xué)們踢的足球就利用了這一原理。往足球里不斷注入空氣,里面的空氣就會(huì)不斷被壓縮。在一定的范圍內(nèi),注入的空氣越多,彈性越大,彈得越高。充氣城堡、氣墊床、輪胎、空氣槍、射釘槍等都利用了壓縮空氣。
目前,壓縮空氣是僅次于電力的第二大動(dòng)力能源,在化工、機(jī)械、輕工、電子、醫(yī)藥、科研等領(lǐng)域被廣泛運(yùn)用。
空氣的力量之三:風(fēng)力
空氣并不是靜止不動(dòng)的。由于太陽(yáng)對(duì)地表加熱不均勻,造成了各部分空氣溫度不均勻。熱空氣上升,冷空氣下降,空氣便流動(dòng)起來(lái),形成了風(fēng)??諝饬鲃?dòng)速度不同,風(fēng)力也就不同。空氣流動(dòng)得慢,是微風(fēng),讓人感到舒適;空氣流動(dòng)得快,是大風(fēng),有時(shí)會(huì)讓人舉步維艱。甚至還有破壞力很強(qiáng)的風(fēng),例如龍卷風(fēng),可以輕松卷起大樹(shù)、房屋等,不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,還會(huì)導(dǎo)致人員傷亡,危害極大。
由于風(fēng)的力量很大,人們一直在研究如何利用它。比如帆船,它是利用風(fēng)力前進(jìn)的,距今已有5 000 多年的歷史。此外,還有風(fēng)箏、飛機(jī)、電風(fēng)扇、風(fēng)力發(fā)電,等等。
(責(zé)任編輯:陸艷)