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第4章 生活与科技(3)

水在刚刚烧开的时候,壶中各部分水的温度还没有完全到摄氏一百度。当我们把壶由火上提下来时,壶底沸热的水已升到上部,较冷部分的水下降到壶底,因此最热部分的水在最上面,再热的就要化成水蒸气逃到壶外去了。可是,这时水壶底部却是另一种情况,那里的水温低于摄氏一百度,所以当壶里的水刚刚烧开时,我们用手去摸摸壶底,就感到不太烫手了。

但是一定要注意:如果水壶里的水已经开得很久了,那么,你千万不要冉去摸水壶的底,因为这时候整个水壶里的水已对流过了,壶底部分热得跟上面的水一样烫手。

我们的身体能不能忍受摄氏一百度以上的热

谁都知道,水在摄氏一百度就会沸腾。难道说,我们人的身体能受得了摄氏一百度,甚至比这更高的温度吗?

可以这样肯定地说:“能!”

人的耐热能力,实际上要比我们想像的还要高得多。温带地方的人,在摄氏三十八度(华氏一百度)的气温下,已经热得不得了,可是,在澳洲、非洲的夏天常常热到摄氏五十度,甚至高到摄氏五十五度。在这样的温度下,普通的温度计会“爆炸”(一般温度计最高有摄氏五十度),而那里的人们却照样生活。

你知道热空气为什么上升吗

因为热空气比冷空气要轻一些,所以绝没有人在烧水煮饭时候,把茶壶或锅子放在火炉的旁边而不放在火炉的上面。

明白了热空气轻而上升的道理,你就懂得为什么火焰总是向上的缘故了。很明显,在火焰周围的空气是热空气,热空气的上升和四周冷空气进来补充的过程,维持了燃烧的火焰总是熊熊向上。

现在你不难理解,教室里的气窗为什么开得较高的道理了。假如你能留意一下,那么你还可以发现不少的公共汽车的气窗是开在天花板上的呢!

为什么利用红外线能在黑夜里看东西

当敌机在黑夜飞进我们的高射炮阵地时,没有遇到一束探照灯光,也许会高兴的认为可以自由飞行而用不着提心了吧?可是,地面上一支敏锐的眼睛——红外线望远镜,早已发现了它。在望远镜里能清楚地看到这是一架什么样的飞机。这时,炮兵就可以根据红外线望远镜的侦察,准确的向它开炮。

无论什么望远镜只有在白天看得见目标,红外线望远镜怎么能在黑夜也看不清楚呢?因为红外线是一种看不见的光线,它的波长比红光更长。凡是热的物体——只要它不是绝对零度,就都能辐射出这种看不见的红外线。红外线射到物体上最明显的效果是产生热。冬天当你在烧红的炉子旁烤火时,就是因为有大量的红外线从炉子里射到你的身上,你就感到热乎乎的了。红外线的波长比一切可见光的波长都长,所以它好像有一条方便的腿,在前进的道路上,几乎能绕过一切障碍,就是在重雾中也能穿过。

当敌机飞进我们的阵地时,红外线望远镜早就接受了由它的发热部分——发动机辐射来的大量红外线,红外线在望远镜的“光电变换器”中产生了电流,再由电流产生可见光。于是黑暗中的飞机在镜中就现出原形了。

红外线就是以它的特殊本领,帮助我们战胜黑暗,战胜敌人的。

水是无色的,为什么浪花和雪却是白色的

坐在海边,看蓝色的海水,卷起千堆浪化;或者是在山间看晶莹流水,随势高低,溅起无数水珠,多开心哪!可是看着看着,不免奇怪起来,为什么碧蓝的海水和晶莹的流泉,它们卷起的浪花和飞溅着的水珠,却是如此的洁白?

打碎玻璃杯是不愉快的,可是碎玻璃却能够回答我们前面提出来的问题。一般的玻璃杯都是无色透明的,打碎以后的一片片,还是那样,但是当我们把它扫在一起的时候,却变成白晶晶的一堆了。而且玻璃打得越碎。堆起来颜色越白,如果碎成了玻璃末,那简直就像一堆雪花。这是什么缘故呢?原来玻璃能够透过光线,也能反射光线,碎裂以后,因为形成了许多不规则的角度。加上层层堆叠,一遇光线,又发生了多次折射,而光线经过了许许多多的曲折以后,从各个不同的方向,反射出来。我们的眼睛碰到了这种光线,就觉得是一片白色。

浪花和水珠,正像打碎了的玻璃末,它也把光线作了这样的变幻。

可是雪花的白色,又是怎么来的呢?它跟碎玻璃更相似了。因为构成雪花的是冰晶,冰晶有着复杂的结构。冰晶分子间的角度有点像金刚钻,它把光线作了更充分的反射、全反射和折射,结果就形成了一片纯白。

用什么方法拉车子最省力

如果你拉过车子,会有这样的感觉:当刚提起车把,要把车子拖动时,是你用力最多的时候。这时如果想偷偷懒,少用点力,车子干脆不动;一旦车子已经走起来了,而且车上的东西摆得合适,使后头稍重一些,车子稍微向后沉,那么只要用手握着车把,几乎不用什么力量,就可以拉着车子走了。

为什么在最初拉动车子时花的力气特别大?为什么按前面所说的方法,车子几乎可以不用什么力量就可以拉动呢?

因为任何物体都不可能是绝对光滑的,即使物体表面光滑得像镜子一样,它的表面还有数不清的凹凸面。像这样不光滑的两个物体相接就是摩擦力。当车子从不动的状态变化时,就必须克服地面的摩擦力。由于这种摩擦力是静止时产生的,所以叫静摩擦力。地面越粗糙,车越重,静摩擦力越大,最初时所需的拉力也越大。车子一旦拉动以后,只要克服车轮在地面上的滚动摩擦力就行了。

为什么当车子微向后沉,用手握着并压着车把拉动车子,比较省力呢?原来人手的力是不大的。想要利用不大的托力去平衡车上东西的重量是很困难的,而当用手压着车把时,实际上等于使用整个身体的重量压下去,这就比手的托力要大得多了。

西瓜能变成炮弹吗

这个问题的答案是:西瓜可以变成炮弹。当然把西瓜静止的放在桌子上,那它永远也不会变成炮弹的。那么在怎样的情况下西瓜会变成炮弹呢?

举例来说,如果对准向前疾驶过来的汽车,把西瓜投掷过去,那么这个原来没有伤害力的西瓜就会打坏车身,或伤害车上的人。这个道理很简单:汽车本身的速度加上投出西瓜的速度,就把西瓜变成了危险的、有破坏能力的“炮弹”了。一颗枪弹发射出去所具有的能量,跟一个四公斤重的西瓜投向每小时一百二十公里的汽车所产生的能量是不相上下的。所以,对于一辆很快开过来的汽车,我们绝不能把西瓜、香瓜,以及这一类看来没有伤害力的东西迎面投掷过去,否则就会造成伤害。

对于高速度的宇宙火箭、飞船来说,在它飞行的路上,任何一个落在它前面的物体,对于它都是造成强烈破坏的炮弹,所以,在宇宙航行上,使科学家伤脑筋的问题中,也有这么一个问题:如何才能避免在宇宙空间中与陨石相碰撞,因为宇宙火箭碰撞到陨石,就会出大毛病。

上身或脚不动,坐着的人能站起来吗

当你坐直的时候,如果你不使上身向前倾,或者把两脚移到椅子底下去,你能从你坐的椅子上直直地站起来吗?

你会说:“这还不容易,这是谁都会做的事情。”

好!你现在就试试看。请你准备好,一、二、三!

怎么样?站不起来吧!就是你用尽全身的力气,也是站不起来的。

你一定会问:“这是怎么一回事呢?”原来,当你坐直的时候,你身体的重心是在腰部靠近脊骨的地方,不是在两脚踏的面积上。这样你当然站不起来。要想站起来,我们一定要使上身向前倾,或者把两脚移到椅子底下去,使身体的重心落在两脚踏的面积上。平时我们从椅子上站起来的时候,就是这样做的。只不过这个动作我们已经做得非常熟练和迅速,你没有注意罢了。

什么是绿色食品

绿色食品指的是无污染、优质、安全的营养食品,包括牛奶、饮料、粮食、蔬菜、水果和调料。

我国是从90年代开始启动绿色食品工程的,现在已经能够生产约8大类7000多个品种。

随着社会进步和人类生活水平的提高,人们更加注重生活质量,开始追求无污染、高营养食品。由于环境污染和农药的大量使用,已使我们的土地和水源受到了不同程度的污染。各种食物添加剂的使用,也使许多有害物质进入食品中,对人体健康造成了很大的影响。而绿色食品对促进人体健康,改善饮食条件起到了非常重要的作用。由此看来,绿色食品的发展前景非常广阔,也必将为提高人民身体素质发挥越来越重要的作用。

早饭为什么要吃得好

每天的活动需要大量的能量,能量的主要来源是糖分。有一种说法:“早饭吃好,午饭吃饱,晚饭要吃得早。”这种说法是有一定科学道理的,尤其是吃好早饭,关系到学习质量的提高。

早餐与前一天的晚餐相隔时间一般10个小时以上,体内的能量已经消耗得差不多了,这时如果不及时补充食物,就会使人体血糖下降,精神不振,思维不清,反应迟钝,同时还会有出虚汗、低血糖、休克等不良反应,严重影响学习质量。

营养学专家认为,早饭的营养量应占全天营养量的1/3以上,应摄取足够的蛋白质、脂肪和糖分,以补充身体消耗所需的养分。

专家们提醒,为了自身的健康,也为了学业有所成就,请小朋友们重视早餐,重视营养补充。

为什么不能暴饮暴食

每当逢年过节或亲朋好友相聚,人们总喜欢大吃大喝。殊不知,这样对人体的健康十分有害。这是因为:①人的消化功能是有一定限度的,如果暴饮暴食势必会加重胃肠负担,容易出现胃肠道疾病。②过量的饮食要消耗人体大量的热能去消化、吸收食物,从而影响人的体力,易疲劳,还影响脑力劳动。③经调查发现,人们未老先衰也与贪食有关。往往“寿星”的饮食是有节制的。④更为严重的是,暴饮暴食易患急性胰腺炎,甚至可以发生休克、死亡。

由于大量进食后,食物中的蛋白质、脂肪剧烈地刺激胰腺,使其大量分泌消化液,致使胰腺产生疲劳,功能衰竭。

怎样科学饮水

水是人体不可缺少的物质,每个人都要不断喝水来维持机体正常的新陈代谢,并使体内的代谢物不断排出。如果饮水不当,就会对人体健康造成不良影响,所以要提倡科学饮水。

不喝“千滚水”,千滚水是指烧过又烧的开水。水烧了又烧,水分逐渐蒸发,水中的杂质、无机盐浓度相应增高,其中的亚硝酸盐对人体有害,如摄入过多或长期饮用可引起中毒。

不要喝生水,生水中含有大量有害微生物和病菌,尽管经过消毒也不要认为一定安全可靠,还是烧开了再喝。

另外,还有注意不要暴饮水;大量出汗应喝点盐水;不要喝过冷或过热的水。

你知道童话吗

童话是儿童文学的一种,通过丰富的想像、幻想和夸张来塑造形象,反映生活。故事情节一般都比较离奇曲折、引人入胜,但寓意含蓄。对自然现象、动植物、矿物都常用拟人化的手法、按照儿童的心理特征和需要来写,有人情趣味儿,儿童容易被吸引,在潜移默化中接受教育。

数学知识

数学的起源

数学最初是从结绳记事开始的。大约在三百万年前,人类还处于茹毛饮血的原始时代,以采集野果、围猎野兽为生。这种活动常常是集体进行的,所得的“产品”也平均分配。这样,古人便渐渐产生了数量的概念。他们学会了在捕获一头野兽后用一块石子、一根木条来代表:或者用在绳子上打结的方法来记事、记数。这样,在原始社会人们的眼光中,一个绳结就代表一头野兽,两个结代表两头……或者一个大结代表一头大兽,一个小结代表一头小兽……数量的观念就是在这些过程中逐渐发展起来的。随着捕获手段的提高,所获的野兽越多,绳子的结越多,需要的数目也越大。

在距今大约五六千年以前。沿非洲的尼罗河出现了一个伟大的文明社会——埃及。埃及人较早地学会了农业生产。尼罗河每年7月定期泛滥,淹没大片农地,11月洪水逐渐退落。埃及人通过长期观察,注意到当天狼星和太阳同时出没的时候,正是洪水将至的预兆。还发现,这种现象大约365天重复一次。这样,埃及人就选择在洪水泛滥之后留下的肥沃淤泥上下种,待6月洪水来临之前收割,以获得好的收成。这是通过天文观测进行农业生产的结果,其中也包含了数学知识的应用。另一方面,古埃及的农业制度,是把同样大小的正方形土地分配给每一个人的,租用的人每年把他的收成提取一部分给土地所有者——国王。如果洪水冲毁了他们所分得的土地,他可以向国王报告,国王便派人前来调查并测量损失的那一部分,这样,他交的租就会相应减少。这种对于土地的测量,导致了几何学的诞生。实际上。几何学的原意就是“土地测量”。

数学正是从打结记数和土地测量开始的。

与埃及同时,世界上还有几个同样伟大的文明社会,如亚洲西部的巴比伦,南部的印度和东部的中国,它们分别创造了自己的文字,同时也产生了各自的记数法和最初的数学知识。在距今大约两千多年以前生活在欧洲东南部的希腊人,继承了这些数学知识,并将数学发展成为一门系统的理论科学。古希腊文明被毁灭后,阿拉伯人保存和继承了他们的文化,后来又传回欧洲,使得数学重新繁荣起来,并最终导致了近代数学的创立。

数学符号

学习数学,是从学习数学符号开始的。研究数学,也是用符号来进行的。有时候,人们为了表述一个新的定律,还要创造新的符号。在历史上,从0到9这十个阿拉伯数学符号被引入数学之后,曾引起了数学的一场革命。

法国数学家韦达是第一个将符号引入数学的人,他用元音字母表示未知量,用辅音字母表示已知量。在这以前已知数是写出数字来的,这就大大限制了数学的应用范围。韦达的代数著作《分析术新论》是一部最早的符号代数著作。不过,现在的数学符号体系主要采取的是笛卡儿使用的符号。他提出用26个英文字母中最后的字母x、y、z表示未知数,用最初的字母a、b、c表示已知数等等。

借助于符号,数学就变得简洁明了,使用方便,而数学本身的发展也加快了。例如,如果用文字来叙述“5+3=8”的话,就是“五加三等于八”。如果所有数学书上都这样做,那将是十分繁琐难记的。采用符号不仅仅是为了省事,使叙述简化,更重要的是,符号是正确地表述概念、说明方法和建立定理必不可少的工具。只有建立起较好的符号系统,才能总结出便于运算的各种上运算法则,才能揭示出数量之间的相互关系,便于推理。如果说数字是一幅图的话,符号就上的线条,构图离不开线条,数学离不开符号。

十进制和二进制

中国是世界文明古国之一,中国数学在人类文化发展的初期,远远领先于巴比伦和埃及。

中国早在五六千年前,就有了数学符号,到三千多年前的商朝,刻在甲骨或陶器上的数字,已十分常见。这时,自然数计数都采用了十进位制。甲骨文中就有从一到十到百、千、万的十三个记数单位。

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