中华学生百科全书-第362部分

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吸　放

c×m×（100…50）＝　c×（5…m）×（50…20）
得：m＝1．875　千克
要把　1．875　千克的水从凉水情况（20℃）加热到　100℃的开水，所需的
热量为：
Q＝c×m×（t2…t1）
Q＝4．18×1．875×（100…20）
∴Q＝627　焦耳
对于第二种情况，即直接使　20℃的　5　千克的凉水升高到　50℃，所需热量
为：
Q’＝4．18×5×（50…20）＝627　焦耳
由此说明，这两种情况所需热量是一样的。也就是说，如果没有热量损
失的话，要制备一定温度、一定质量的温水，不管哪一种办法，所需供给的
热量是相等的，这符合能量守恒定律。
但是从实际生活出发，情况有些不同，一般把水煮沸，往往并不是刚刚
加温到　100℃，而且存在物态的变化，因此实际上还要多供给一部分汽化热。
等　100℃的开水灌进暖瓶里以后，由于暖瓶的保温多少都有些损失，实际用
的时侯温度到不了　100℃，而只有　80℃左右。由于这两个原因，所以采用两
种不同温度的水相混的办法，需要的热水会超过　1．875　千克，这就表明必须
多费煤气提供更多的热量才行。看来，丢丢的妈妈还是有实践经验的。

爆米花

有一种职业快要消失了，这就是爆米花。倒不是爆米花不好吃，而是因
为那种土制的工具不卫生，它含有铅，而铅是人身健康的大敌。
现在，我们先不去议论铅有毒之类问题，而要从爆米花本身去考虑：为
什么放进去的是米粒，出来的是松脆的米花了呢？请你说说这个道理。
答：爆米花的过程是这样的：把米粒和糖精放到一个可以转动的容器里，
盖紧盖子以后，把容器放在火上烧，同时不停地转动，使内部米粒受热均匀。
等到容器内的压强达到几个大气压的时候，卸下容器，把容器盖猛然打开，
只听“嘭”的一声，喷香的米花就爆好了。
在加热的过程中，虽然容器气体体积不变，但是气体的温度和压强都在
增高。这时，容器内的气体符合气体状态方程，也就是说　PV＝RT　或者改写成
P1V1　　　P2V2
为　　　　　=
T1　　　　　　　T2

设加热前为状态1，加热时为状态2，于是V1　=　V2　；　P1　=　　P2　　；　也就是说
T1　　　T2
加热期间，温度和压强是在同时增加的。
当容器打开的一瞬间，容器中气体来不及和外界产生热交换，因此是绝
热膨胀的过程。在绝热膨胀过程中，符合理想气体的绝热过程的方程，由于
体积一下子变大，容器内的压强急剧变小，使得每个米花内部贮留的空气失
去了外部压强的限制，于是米花都爆开了。

打气筒的学问（一）

有的打气筒又省劲，又打得快；而有的打气筒，又费劲，进气又慢，而
且气筒还发烫，这又是什么原因呢？
答：打气筒是通过一个活塞做功，使进到气筒里的空气被压缩后打进轮
胎中，所以好的气筒应该不发热，气体属于等温压缩，即满足玻意耳—马略
特定律　PlVl＝P2V2。
有的气筒，活塞和气筒壁之间摩擦力太大，造成气筒发热，而气筒内的
空气又得不到充分压缩，压力不够大就压不进轮胎，或者接嘴处有漏气现象。
这样打气时做的功大部分都变成无用功损耗了，气筒的效率当然差。

打气筒的学问（二）

经过革新后的打气筒，在主筒体旁边还多了一个副气筒。这种打气筒有
什么优越性呢？
答：附加的副气筒实际上是一个贮气室。当开始打气时，活塞运动只是
给副气筒打气，打到一定程度，副气筒中的气体压强到了一定数值以后，气
体会被自动地压到轮胎中去。
由于副气筒的体积小，只要稍用几下力，就可以把它贮满一定压强的气
体，这比直接往轮胎中打气要省力得多。另外，一开始时副气筒中的压强比
轮胎中的低，所以往副气筒打气，压差大，容易进气。

灯泡的自白

一只　220V、40W　的灯泡诉苦说：“别看我的功率并不算大，却使尽了我
全身的本事。发光的时候，我感到周身发麻，我的电阻居然比　0℃时增大了
16　倍。我热得发昏，几乎快要熔化，体温竟高达　2830℃。说实在的，为了给
人间多一点光明，我到了无私忘我的地步。”
灯泡说的是实情，现在我们来计算一下这电阻的温度系数　a　是多少？已
知电阻随温度变化的关系式为　R＝R0（1＋at），请求出　0℃时电阻为多少？
R
答：根据题意：　　　　　　=　16，t　=　2830℃
R0
∴16＝1＋2830a
a＝5．3×10…3／℃
由此，电阻的温度系数　a　为　5．3×10…3／℃
又根据公式

P　=　　U2　　　　　∴　R　=　　U2　=　　2202　　　=　1210
R　　　　　　　　　　　P　　　　　　40

今夜星光闪烁

每当夏夜乘凉的时候，天空的星星总是一闪一闪，像是眨着可爱的眼睛。
这是星星的原因还是眼睛的原因？能不能让星星不闪烁？
答：夏夜里我们看到的星星大多是银河系里的恒星，因为行星本身不发
光，只是反射恒星照在它上面的光。恒星作为光源，它的光的亮度是一定的，
而且是连续的，并不是间断的。所以星光闪烁不是由星星本身的原因造成的。
同样，看到星星闪烁也不是人的眼睛的问题，而是由于星星发出的光线
经过地球稠密的大气层时会折射，但是高空的气流不稳定，这种变化引起光
线折射的变化，看起来就造成了闪烁的星星。
要让星星不闪烁的办法是有的，当宇航员坐着宇宙飞船在地球高空轨道
上或在宇宙中飞行时，星星的光线由于不经大气的折射，它就不闪烁了。但
同时我们又会看到，天空不再是蔚蓝色的，整个宇宙是黑洞洞的，地球却变
成了一个蓝色的星球了。为什么是蓝色的，请大家继续思考。

全息照像

最初，我们利用透镜成像的原理，得到照片，这已经很不容易了，连紫
禁城里的老佛爷都视为新奇的宝贝。
后来，采用多棱镜，在同一张照片上，可以同时摄出不同角度下的形象，
这样，对一个人的印象也就不会是片面的了。
在出现激光以后，照相术有了划时代的进步，已发明出立体相片，从各
个角度看过去，事物都活生生地呈现在你面前。这就是激光全息照相。
它的基本原理是这样的：由激光器输出的激光分成两路，一路照射物体，
另一路照到一个反射镜上，两路光反射到同一个照相底片上，这两路光产生
干涉，于是在照相底片上形成干涉条纹。当我们再次用激光照射具有干涉条
纹的照片时，就可复现立体图像。
全息照相还有一个特点，即使相片损坏了，只要还残留一部分，依然可
以由干涉纹的信息复现图像。
既然全息照相可以从各个侧面来看立体图像，那么能不能发明激光全息
电影呢？让一个个连续的电影镜头也成为从各个侧面来看都是立体的，让屏
幕中的人物走到观众面前，既虚又实，那不更好吗？其实这正是专家们要进
一步研究的课题。

摄影珍品

随着宠物的出现，猫不断地被一些人所亲近，并视为宠物。于是在宠物
市场的广告栏中，便出现了“百猫图”。形态各异的猫的照片被分门别类地
陈列着。其中许多照片上猫的眼睛都是又圆又大、炯炯有神。摄下这样的照
片是很不容易的。因为猫的眼睛只有在黑暗的时候，才睁得又圆又大。只要
光线一强，它就马上把眼睛闭上，瞳孔变成一条缝。这就为拍摄照片带来了
不便。如果在阳光下拍摄，猫的瞳孔就变小了，拍不到目光炯炯的照片。如
果在黑暗中，又无法拍照。那么，摄影师是怎样想方设法摄出这些艺术“珍
品”的呢？
其实，要想拍摄睁大眼睛的猫的照片，只有一种巧妙的办法，那就是使
用速度较快的闪光灯。在猫尚未对光有本能反应之前，利用这个时间差，就
能拍摄下所需照片。同时，最好使用高感光度的胶片。

用照相机拍摄电影画面

如果你想用照相机拍摄下电影某一个画面，关键是如何选择照相机的快
门速度。
电影胶片并不是连续的，一般每秒钟放映　24　张画面，由于人的视觉暂
留，才不会感觉有中断。因此，在用照相机拍摄电影画面时，必须选择合适
的快门速度。不能太短，也不能太长。一般选择　1／50　秒（或　1／60　秒）。在
这一瞬间，电影只放　1～2　个画面，能够被比较清晰地拍摄下来。
若选择　1／200　秒，1／500　秒，就有可能正好摄取了画面经过半格的位置，
得不到完整的画面。如果选择　1　秒，2　秒，必然把许多画面的内容重叠起来，
造成画面模糊不清。
在可能的情况下，可以实践一下。

光学去污

刘剑向于老师学习黑白炭素画。一天，刘剑想把自己的炭素画翻拍成照
片，送到省城参展。当拍到刘剑最喜欢、于老师最欣赏的一幅画时，他失望
了。这幅画由于保存不小心，弄上许多红墨水的点迹，翻拍后一定有许多污
迹。刘剑正为此发愁时，于老师为他想出了一个光学去污法。你知道于老师
的去污法吗？
于老师告诉刘剑在照相机的镜头前加一个红色的滤光镜。这样红光都能
摄入，红墨水当然也不例外。由于用的是黑白底片，红光在底片上感光后，
冲洗出来的照片污点就成了白色，和其他空白部位的颜色一致。按照于老师
的光学去污法，拍出的照片确实很理想。
想一想，如果污点是黑色的，此法还行吗？

往回看

人们言语的交流越来越默契，如果说：“不要往回看，要向前看。”你
一定不会理解为“回头看”的问题。因为“回头”所看到的还是现在的事情。
因此，“往回看”只是一种意愿，并不能实现。
然而，我现在要正视现实，再一次问：“往回看”能不能做到？也就是，
人能不能看到过去？你能不能给我一个正确的回答？
答：从两种意义上，人们能够看到过去，或者说，可以看看过去正在发
生的事情。也许你会说：“你可真会吹牛，看你怎么自圆其说！”好吧，你
听我说：
（l）随着技术的发展，人们发明了一种红外相机，它能把人们看不见的
红外线摄下来。因此，它可以用来破案，比如某处发生了一起抢动案，案犯
刚刚逃离，但是现场，他作案时各种东西发出的红外线依然还残留着，就好
比夸大来说：一个火炉虽已搬走，但是下面的砖还散发着热气。由于高灵敏
度的红外相机可以分辨不同温度，最后可以通过计算机的数字处理，最后显
示出作案时的图像。这样，人们不是可以看到过去发生的事了吗？
（2）再从广义来讲，我们从天文望远镜里所看到的星球，那只是从那个
星球发出的光，走了几十光年的路程才传到我们眼里，实际上是几十年以前
发出的光，你所看到星球上的景物也是几十年以前的景物。宇宙那么大，那
些星星远的离地球几百、几千光年，近的也有几十光年，更远的光线太微弱
了。总之，夏夜你所看到的星图实际上是几十年、几百年、几千年前一个综
合的图像，它们虽然发生在过去不同的年间，但是却一起收敛到你眼帘。想
想看，你不但能看到过去，甚至能看到几千年前宇宙里发生的事情，你不感
到骄傲吗！

地震与地震仪

地震是地壳或地幔中积累的应力，以快速应变或破裂形式释放其能量的
现象。按应力来源可分为天然地震和人工地震（由爆破建筑物等所引起的）。
天然地震按其成因可分为构造地震、火山地震和陷落地震。
地震一般包括孕育、发生和衰减的过程。一般分为前震、主震和余震三
个阶段。
地震仪是用来测量地震时地面上某一点的运动情况，并将它们自动记录
下来的仪器。我国东汉科学家张衡创造的候风地动仪是世界上第一台地震
仪。目前一般使用的地震仪主要由拾震器、放大器、记录笔以及石英钟和记
录器等组成。为了得到地面运动的多种要素，相应的还有多种形式的地震仪，
如位移地震仪、转动地震仪、应变地震仪等。另外还有微震仪、强震仪、短
周期地震仪和长周期地震仪等。

超人

第二次世界大战期间，德国有一架战斗机去执行任务，途中遇敌方高射
机枪的阻击。为判断敌方所使用机枪的枪型，飞机上的“超人”在机舱中伸
出手将舱外的机枪子弹抓住。这位“超人”的本领可真大！想一想，“超人”
为何能伸手将子弹抓住？你能抓住子弹吗？“超人”真的是高人一筹吗？
高射机枪的子弹在空中飞行速度很大（刚离枪口的子弹的速度至少是
500　米／秒），具有很强的穿透力。“超人”之所以能伸手将子弹抓住，并不
是他有防弹手套或有其他特殊的本领，而是由于飞机在高空高速飞行时的速
度与子弹的飞行速度大小基本相等，飞机和子弹之间的相对速度较小（或为
零）。
因此，“超人”在飞机机舱上伸手抓子弹，就仿佛在陆地上的人，伸手
抓到一个飞来的、速度较小的乒乓球一样，或是随手从静止的地面上拿起一
个皮球一样，不需要什么特殊的本领。
倘若有人不信服，可以让他做一个简单的推理，使他口服心服。如果这
位“超人”不坐在高速飞行的飞机上，而是坐在陆地上，“超人”还能伸手
抓住水平射来的高射机枪子弹吗？答案是肯定的：“超人”肯定抓不住子弹。

嫦娥奔月

一幅《嫦娥奔月》常常使人流连往返。嫦娥那苗条的身影在云中飞驰、
裙带飘忽、神态自若。
可是实际上，要是你亲眼看到嫦娥在向月亮飞奔，那么，你一定会说：
“嫦娥丑极了。”因为她是一个不满　70　厘米高的侏儒。
你信不信？
答：既然嫦娥能腾云驾雾，有仙气，那么她就不是一般的走路，而是“飞
奔”，假设她的飞行速度是　0．9　倍的光速。根据相对论原理，在一个以近于
光速的速度运动的惯性系统里，物体在系统里的静止长度，在地面上看长度
会变短。也就是说：惯性系统里长度为　10，地面上测量其长度为　1，有公式：
1
1=　10（1　　　v2
）2
c2