子被推壓在一起,比普通水中要緊密得多,所以聚水的密度是普通水的1。5倍。
然而,聚水的概念,至今尚未被普遍接受。許多化學家認為,所謂聚水實際上是吸收了某些雜質的水,或者是溶解了一些玻璃的水。在這種情況下,那就根本不存在聚水了。
第88節
我們可以先問一問:固體為什麼會是固體?液體為什麼會是液體?
一種物質的各分子之間存在著一定的吸引力,這個吸引力能夠把這些分子牢固地保持在某一固定位置上。人們很難把這些分子拉開,這種物質就是固體。
然而分子含有動能,它們會在它們的固定位置附近振動。
當溫度上升時,這些分子獲得越來越多的能量,振動得更加猛烈;最後,它們獲得非常多的能量,以致別的分子的引力再也不能抓住它們了。它們擺脫了控制,並且自行跑開,在其他分子周圍滑來滑去。於是固體熔化了,它就變成了液體。
大多數固體是結晶狀的。那就是說,各分子不僅依然固定在它們的位置上,而且是固定在規則的位置上,排成行列。¤米¤花¤書¤庫¤ ;www。7mihua。com
當分子獲得足夠的能量而跑開時,這種規則性就被打破,固體就熔化了。
通常結晶狀固體中各分子的規則配置是一種緊密的配置。各分子塞滿在一起,它們中間幾乎沒有空隙。不過,一旦這個物質熔化了,彼此之間來回滑動的分子就互相擁擠和推撞。這種推撞的總效應就是迫使所有的分子分開得再遠一點。這時物質就膨脹,它的密度就減小。於是,一般說來,液體的密度比固體低。
①已經證明“聚水”是子虛烏有。——碧聲注
換一個方式來說,固體熔化時就膨脹,而液體凍結時就收縮。
不過,問題有很大一部分取決於分子在固體中是怎樣配置的。例如,在冰中,水分子排列成一種異常松的形式。水分子排成三維的圖樣,這種圖樣實際上留下了一些“空穴”。
當溫度上升時,分子打破了鬆散的排列,開始獨立地運動,進行通常的擁擠和推撞。這種運動會使各分子分開,此外也把它們推到空穴中去。由於填滿了空穴,液態水佔有的空間比固態冰少,而不管分子如何擁擠。當1立方米的冰融化時,僅形成0。9立方米的水。
由於冰的密度沒有水大,所以它漂浮在水上。1立方米的冰會在水中下沉,直至0。9立方米的冰沉至水面以下為止。
這個冰塊排開的0。9立方米的液態水的重量跟1立方米冰的重量一樣。現在冰被水浮起來了,剩下0。1立方米的冰留在水面以上。對冰來說一般都是這樣。任何一塊冰將浮在水面上,它大約有十分之一在水面以上,十分之九在水面以下。
一般來說,這對於生命是非常幸運的。由於事情就是如此,所以水形成的冰停留在一片水體的頂部,它把較低的深層隔開,使得從下面逸出的熱量有所減少。結果,較深的水通常不凍結,甚至在非常冷的天氣條件下也不凍結。同樣,漂浮的冰在較暖的氣候裡接受太陽的全部影響,並且很快融化。
如果冰的密度大於水,那麼,當它形成時,它就會沉到水底,結果就有更多的水會凍結。此外,處在水體底部的冰就沒有機會吸收太陽的溫暖而融化。如果冰的密度大於水,那麼,我們地球上的水源就會幾乎都是凍結的,即使地球離開太陽並不比現在更遠。
第89節
燃料電池是一種用於發電的裝置,為了瞭解它的價值,讓我們分別研究一下“燃料”和“電池”這兩個詞。
為了利用煤或者石油這樣的燃料來發電,必須先燃燒煤或者石油。它們燃燒時產生的能量可以對水加熱而使之變成蒸汽,蒸汽則可以用來使渦輪發電機在磁場中旋轉。這樣就產生了電流。換句話說,我們是把燃料的化學能轉變為熱能,然後把熱能轉換為電能。
在這種雙轉換的過程中,許多原來的化學能浪費掉了。
然而,燃料非常便宜,雖有這種浪費,也不妨礙我們生產大量的電力,而無需昂貴的費用。
還有可能把化學能直接轉換為電能,而無需先轉換為熱能。為此,我們必須使用電池。這種電池由一種或多種化學溶液組成,其中插入兩根稱為電極的金屬棒。每一電極上都進行特殊的化學反應,電子不是被釋出就是被吸收。一個電極上的電勢比另一個電極上的大,因此,如果這兩個電極用一根導線連線起來,電子就會透過導線從一個電極流向另一