怎样用冰来取火/小常识大科学系列

作者简介

别莱利曼(Я.И.Перельман)(1882-1942)，诞生于俄国格罗德省别洛斯托克市。他17岁开始在报刊上发表作品，1909年大学毕业以后就全力从事教学与科学写作。1913～1916年完成《趣味物理学》，这为他后来完成一系列趣味科学读物奠定了基础。1919～1923年，他创办了原苏联**份科普杂志《在大自然的实验室里》并任主编。1925～1932年，担任时代出版社理事，组织出版大量趣味科普图书。1935年，他创办和主持列宁格勒“趣味科学之家”，开展广泛的少年科学活动。在反法西斯侵略的卫国战争中，还为原苏联**举办*事科普讲座，这也是他几十年科普生涯的*后奉献。在德国法两斯侵略*围困列宁格勒期间，这位对世界科普事业作出非凡贡献的趣味科学大师，不幸于1942年3月16*饿死。

内容简介

会伸缩的埃菲尔铁塔 现在，如果有人问我们埃菲尔铁塔有多高，在回答“300米” 之前，你可能会问： “在什么样的天气下——冷天还是热天呢？”要知道，如此高 的巨大铁塔不可能在任何的温度下都是一样高的。我们知道，长 度300米的铁杆，温度每升高1℃就会伸长3毫米，那么，埃菲尔 铁塔的高度也应该增加大概这么多。在温暖晴朗的天气里，塔的 钢铁材料在巴黎的温度下可达40℃；而在冷天、雨天温度降到 10℃；冬季是O~C，甚至低到-10℃(严寒的霜冻天气在巴黎不多 见)。可以看出，温度变化达到40℃以上。也就说，埃菲尔铁塔的 高度可伸缩3x40=120毫米，也就是12厘米。 不说不知道 直接的测量甚至会发现，埃菲尔铁塔 对温度的变化比空气敏感：它热得快，冷 得也快。和空气相比，能较早地在阴天里对太阳突然 出现的变化有所反应。埃菲尔铁塔的高度变化被发 现是借助一种特种镍钢制成的导线来测量的，这种 导线能够在温度变化时几乎不改变自身的长度。这 种合金材料叫“因瓦合金”。 就这样，炎热的天气里埃菲尔铁塔的塔顶较之寒冷天气里 会高出一段来，并且是钢铁材质的，但是却“一文不值”。 能保护玻璃杯的勺子 一个有生活经验的主妇，在她把茶倒入茶杯前，为了避免杯 子破裂，总不忘在茶杯中放上勺子，特别是银质的勺子。这是生 活的经验教会了我们**正确的做法，它的根据是什么呢？ 首先我们要弄明白，为什么通常情况下茶杯遇热会破裂？ 原来如此 究其原因，就是由于玻璃各个部分的不 均衡膨胀造成的。倒入茶杯中的热水不能马 上烫热茶杯外壁：首先烫热的是茶杯内壁，这时，茶杯外壁还 未来得及被烫热。烫热的内层就会马上膨胀，而外壁暂时还 保持不变，从而承*来自内壁强烈的挤压，外壁就给挤破了， 就发生了玻璃破裂。 千万不要以为，使用厚玻璃杯就能保证避免发生这样的意 外。相反，厚玻璃杯在这种情况下是*不结实的。甚至厚玻璃杯 比薄的玻璃杯*容易破裂。道理显而易见，因为薄玻璃*容易热 透，因此内外壁的温度很快就会一致，也会同时膨胀。但是，一块 厚厚的玻璃从内到外热透是比较慢的。 在选择薄的玻璃器皿时，有一点要切记：不仅侧壁的玻璃要 薄，而且玻璃底也要薄。倒人热水时，底部遇热后，如果底部厚 不管它的杯壁有多薄，杯子还是会破裂。底部带有圆形凸起的厚 底杯子和瓷碗也容易破裂。 越薄的玻璃餐具，越能承*热量。化学家就是使用极其薄的 器皿，并且直接在火上把水烧开，也不用担心它会破裂。 不说不知道 当然，理想的器皿应该在加热时** 不膨胀。水晶就极少膨胀：膨胀程度是玻 璃的1/20—1/51。用透明水晶制成的厚器皿可以随 意加热，也不会破裂。加热烧红的水晶器皿可以投到 冰冷的水中，也不必担心它会破裂。(水晶器皿适合 做实验时使用，因为它不易熔化，水晶只有在高温 1700℃下才会软化。)这和水晶的另外一个特性也有 关系，它的导热性比玻璃要好得多。 玻璃杯不仅在快速加热时破裂，在急速冷却时也是如此。原 因就是由于不均衡的压力：外层冷却时收缩，强烈地挤压尚未来 得及冷却收缩的内层。因此我们不能把装有热果酱的罐子立刻 放到寒冷的地方，也不能直接浸入冷水中。 话题回到玻璃杯中的勺子。它是怎么保护杯子不破裂的呢？ 原来如此 玻璃杯中一下子倒入**热的水时，玻 璃杯壁内层和外层的*热会有明显的差异。 倒入温水时不会造成明显的差异，因为玻璃的每个部分都在 膨胀。器皿不会因倒入温水而破裂。如果在杯子中放入勺子。 会发生什么情况呢？高温的液体倒入杯子中，加热玻璃(热的 **导体)前，如果及时把热量传给热的良导体——金属，那 么液体的温度就会下降，就会由热变温，几乎没什么损害了。 接着再倒热茶，对茶杯已经没什么危险了。因为茶杯及时温 热了。P3-6