空氣和水

前言

在我們的日常生活中，空氣和水看起來(lái)是那么的平常：擰開(kāi)水龍頭就會(huì)有水嘩嘩地流出來(lái).而空氣更是無(wú)處不在。因此很多人就會(huì)問(wèn)：對(duì)水和空氣進(jìn)行大量的研究值得嗎？空氣和水的確很常見(jiàn)，但這并不意味著它們不重要?？釤岬南奶?，如果幾個(gè)星期不下雨，城市的空氣中就會(huì)彌漫著一股難聞的氣味，人們會(huì)感到不舒服，這時(shí)，大家就會(huì)意識(shí)到空氣和水對(duì)地球上的生命有多重要了。沒(méi)有食物人類(lèi)大約可以生存一個(gè)星期，可是如果沒(méi)有水，人類(lèi)只能支撐幾天。而如果沒(méi)有空氣，人類(lèi)會(huì)在15分鐘內(nèi)死亡！數(shù)百年前，許多學(xué)者就對(duì)這兩種物質(zhì)充滿(mǎn)了好奇，并試圖弄清它們的基本構(gòu)成及其性質(zhì)。為了讓讀者對(duì)空氣和水有深入的了解，本書(shū)講述了有關(guān)這兩種物質(zhì)很多新鮮有趣的知識(shí)。另外，還向我們展示了空氣與水在自然界不同領(lǐng)域中的作用，并描述了空氣和水與人類(lèi)生活的密切聯(lián)系。此外。這本書(shū)還告訴我們，人類(lèi)是如何利用空氣和水所產(chǎn)生的能量，給生活帶來(lái)了便利，以及如何不折不撓地探索、尋求充分利用它們的新方法。

內(nèi)容概要

空氣和水是我們生活中最常見(jiàn)的兩種物質(zhì)：空氣環(huán)繞在我們身邊：水以雨雪冰霜、江河湖海的形式出現(xiàn)在人們周?chē)綍r(shí)我們擰開(kāi)水龍頭它就從水管中流淌出來(lái)。沒(méi)有這兩種物質(zhì)，地球上所有的生物都不可能存在?？諝馐怯墒裁唇M成的呢？植物也要呼吸嗎？樹(shù)木怎樣獲取水分？風(fēng)箏為什么能飛起來(lái)？……通過(guò)這些問(wèn)題，雷納·克魯門(mén)勒博士為讀者們介紹了這兩種地球上不可或缺的重要物質(zhì)的特性，講述了風(fēng)、云、雨和雪是怎樣形成的，以及人類(lèi)是如何利用空氣和水獲得了能量。另外，書(shū)中還提到了凈化污水的方法和節(jié)約用水的重要性。

書(shū)籍目錄

回顧歷史  地球誕生時(shí)就有了空氣嗎？  地球上的水是從哪里來(lái)的？  地球上最早的生命誕生于水中嗎？  沒(méi)有了空氣和水，還會(huì)有生命嗎？  在古代，空氣和水意味著什么？空氣和水的重要特性  空氣由哪些物質(zhì)構(gòu)成？  空氣有重量嗎？  空氣可以被壓縮嗎？  世界上第一臺(tái)抽氣泵  水是由什么組成的？  水的物態(tài)  為什么湖水不會(huì)從底部開(kāi)始結(jié)冰？  冬天水管為什么會(huì)破裂？  水有膜嗎？  肥皂是怎樣起作用的？自然界中的空氣與水  宇宙中也有空氣嗎？  致命的臭氧空洞  什么是氣壓？  其他星球上的空氣和水  我們能感受到氣壓?jiǎn)幔? 我們能感受到氣壓?jiǎn)幔? 怎樣測(cè)量氣壓？  為什么濕衣服會(huì)變干？  空氣、水與天氣的關(guān)系  酸雨是怎樣形成的？  我們?yōu)槭裁匆?jié)約用水？日常生活中的空氣與水  我們?yōu)槭裁葱枰粑鯕猓? 植物也要呼吸嗎？  植物的呼吸  樹(shù)木如何吸收水分？  什么是富營(yíng)養(yǎng)化？  水滴中的生命  怎樣凈化污水？  有液態(tài)空氣存在嗎？  怎樣將空氣中的氮轉(zhuǎn)化成  植物可吸收的肥料？  氫氣將會(huì)取代汽油嗎？  根瘤菌  什么是蒸餾水？水力和風(fēng)力  誰(shuí)發(fā)明了帆船？  水輪是怎樣工作的？  飛翔，漂浮，潛水  什么是風(fēng)力發(fā)電站？  風(fēng)箏為什么能飛起來(lái)？  阿基米德是誰(shuí)？  潛艇為什么能下潛上??？  氣球可以飛多高？  什么是帕斯卡定律》  蒸汽機(jī)是怎樣運(yùn)行的？名詞索引

章節(jié)摘錄

插圖：空氣和水的重要特性空氣由哪些物質(zhì)構(gòu)成？空氣是由許多無(wú)色、無(wú)味的氣體混合而成的。和地球上的其他物質(zhì)一樣，這些氣體也是由無(wú)數(shù)極小的原子、分子構(gòu)成的。固體的分子之間結(jié)合的較為緊密，而氣體的分子不受約束，它們十分活躍，不停地進(jìn)行著無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。遠(yuǎn)古時(shí)代，空氣曾被認(rèn)為是一種簡(jiǎn)單的物質(zhì)，隨著人們對(duì)空氣的逐漸了解才發(fā)現(xiàn)它的組成十分復(fù)雜?？諝庵饕M成成分是氮?dú)?、氧氣和二氧化碳。除此之外，空氣中還包含1600多種微量氣體，這其中最重要的是稀有氣體——?dú)鍤?、氖氣、氦氣、氪氣和氙氣。另外，空氣中還有大量的水蒸氣和無(wú)數(shù)的塵埃，僅僅1立方米的干燥空氣中就有15萬(wàn)個(gè)小塵埃！氮?dú)馐强諝庵泻孔罡叩臍怏w，約占78%，將近4/5，而氧氣在空氣中只占21%，還不足1/4。但地球上的生物能直接從空氣中吸收氧氣，而不是含量高的氮?dú)?。雖然二氧化碳在空氣中只占0.03%，但卻十分重要，綠色植物需要它來(lái)進(jìn)行光合作用。在進(jìn)行光合作用時(shí)，植物將空氣中二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為葡萄糖并釋放出氧氣。所以說(shuō)，如果沒(méi)有二氧化碳，地球上連一棵草、一片樹(shù)葉都不會(huì)存在。空氣有重量嗎？三百多年前，意大利科學(xué)家伽利略（1564-1642）就開(kāi)始探索空氣是否也有重量。為此他設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：首先他把一個(gè)防水、不透氣的皮袋灌滿(mǎn)水，然后把它和一個(gè)結(jié)實(shí)的空瓶子嘴對(duì)嘴地連在一起。皮袋的形狀和瓶子差不多，但容積只有瓶子的3/4。接著伽利略把皮袋的口噴濕，皮袋口就會(huì)收縮，并緊緊地包裹住瓶口。這時(shí)伽利略把皮袋里的水?dāng)D進(jìn)瓶里，然后他把空皮袋卷起來(lái)綁在瓶口上。原來(lái)滿(mǎn)是空氣的瓶子里現(xiàn)在3/4是水，空氣都被擠在瓶子上部，占總體積的1/4（注：此時(shí)的空氣是壓縮空氣）。伽利略稱(chēng)了一下總重量，然后取下皮袋。這時(shí)，被壓縮的空氣立刻恢復(fù)原狀，部分逃離出瓶子。也就是說(shuō)，此時(shí)瓶中的空氣是正常壓力下的空氣，而不再是壓縮空氣。隨后伽利略又重新把空皮袋固定在瓶口上，再一次地稱(chēng)了整體的重量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果讓伽利略非常驚訝：第一次的重量比第二次的要大。由此伽利略得出結(jié)論：空氣也是有重量的。幾十年后，馬德堡市市長(zhǎng)、自然科學(xué)家?jiàn)W托·格里克（1602-1686）也證實(shí)了空氣是有重量的。他解釋說(shuō)：“如果空氣沒(méi)有重量，大氣層就會(huì)馬上脫離地球。”這樣解釋比較合理，因?yàn)榉彩怯匈|(zhì)量的物體，都受地球引力的作用。從那時(shí)起人們才認(rèn)識(shí)到空氣與液體、固體一樣，都是客觀存在的物質(zhì)?？諝饪梢员粔嚎s嗎？空氣是由無(wú)數(shù)氣體分子組成的，而且這些分子不斷地進(jìn)行著無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，所以分子間經(jīng)常相互碰撞又彈開(kāi)。固體和液體中的分子是相互吸引的，與之相反，空氣中的分子卻相互排斥。也恰恰是由于這個(gè)原因，空氣才會(huì)四處飄散，并均勻的分布，所以即使是很小的空間也會(huì)被空氣填滿(mǎn)。但在外力的作用下空氣也是可以被壓縮的，當(dāng)外力消除時(shí)，它又會(huì)馬上擴(kuò)散開(kāi)來(lái)。據(jù)考證，希臘建筑師克特西比烏斯·亞歷山大是世界上第一個(gè)認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)的人。2000多年前，亞歷山大做過(guò)這樣一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：把空氣裝入一個(gè)封閉的汽缸里，并用活塞進(jìn)行擠壓，空氣在外力的作用下體積就會(huì)變小，可一旦外力消失，空氣會(huì)馬上恢復(fù)原樣。通過(guò)自行車(chē)的打氣筒，我們可以很直觀地驗(yàn)證空氣的這種性質(zhì)。當(dāng)我們把打氣筒的把手向上提起時(shí)，空氣就從下部的開(kāi)口處進(jìn)入打氣筒內(nèi)，然后把排氣閥堵住，并使出全力向下壓把手，這時(shí)，打氣筒內(nèi)的空氣就被壓縮了。隨后突然松開(kāi)把手，我們可以看到，把手被彈了回來(lái)。這是因?yàn)榇驓馔矁?nèi)的空氣在沒(méi)有壓力的情況下，又重新擴(kuò)散開(kāi)來(lái)。

編輯推薦

　　《什么是什么》叢書(shū)，涉及自然、地理、動(dòng)物、植物、天文、地質(zhì)、科技、歷史、考古、藝術(shù)、人文等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)。德國(guó)TESSLOFF出版社在將近半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里，每年都會(huì)邀請(qǐng)數(shù)位知名科學(xué)家或科普作家，為青少年撰寫(xiě)一些圖文并茂的科普書(shū)，迄今已經(jīng)形成了將近140冊(cè)的規(guī)模。這套大型的科普叢書(shū)，如今在德國(guó)乃至歐洲已是家喻戶(hù)曉，是每個(gè)家庭必備的少年兒童讀物。 　　《什么是什么》系統(tǒng)地、全方位地介紹了各個(gè)門(mén)類(lèi)的知識(shí)，優(yōu)美的文字、豐富的圖片和書(shū)中體現(xiàn)出的德國(guó)人嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S方式，相信對(duì)中國(guó)少年兒童的健康成長(zhǎng)，拓寬他們的知識(shí)視野，幫助他們認(rèn)識(shí)大千世界，也將起到積極的作用。

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