世界科普巨匠經(jīng)典譯叢·第二輯:蠟燭和肥皂泡的故事
定 價:22 元
叢書名:世界科普巨匠經(jīng)典譯叢·第二輯
- 作者:(英)法拉第
- 出版時間:2017/8/1
- ISBN:9787542758422
- 出 版 社:上?茖W(xué)普及出版社
- 中圖法分類:O6-49
- 頁碼:171
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:12開
誰都見過蠟燭、用過蠟燭,可有多少人知曉:蠟燭竟包含那么多的科學(xué)道理無數(shù)人見過肥皂泡,可;有多少人深究過肥皂泡表面的秘密在急不可待期望“一夜成名”的今日,作為父母、老師,是否能;為孩子或?qū)W生送上好的禮物——科學(xué)的精神,平常的心!
《世界科普巨匠經(jīng)典譯叢(第2輯):蠟燭和肥皂泡的故事》由兩位著名科學(xué)家邁克爾·法拉第和查爾斯·波易斯的圣誕科學(xué)講座組成。法拉第的圣誕科學(xué)講座講的是基本化學(xué)知識。著者通過蠟燭燃燒的種種表演和實驗,對日常生活中各種現(xiàn)象的科學(xué)原理進行了解釋,并且教給小聽眾們進行實驗、觀察現(xiàn)象和科學(xué)分析的方法。這6次講座后來整理成為傳世的科普名著。
邁克爾·法拉第(1791~1867),英國物理學(xué)家、化學(xué)家,電磁場理論的奠基人,自學(xué)成才的科學(xué)家。一生從事電學(xué)、磁學(xué)、磁光學(xué)、電化學(xué)方面的研究,在多個領(lǐng)域取得重大突破。1812年,還是書店學(xué)徒的法拉第,第1次有幸走進英國皇家科學(xué)院演講大廳聆聽當(dāng)時著名化學(xué)家戴維做報告,從此改變了自己的命運,邁入科學(xué)的殿堂。1860年,為回饋廣大熱愛科學(xué)的少年兒童,他以69歲的高齡在英國皇家科學(xué)院,圍繞蠟燭這一司空見慣的物品作了6次報告,這些報告就是本書的由來。1867年8月25日,法拉第在英國病逝。
第一部分
蠟燭的故事
第一講003
蠟燭的火焰
蠟燭的來源
蠟燭的構(gòu)成
蠟燭的變化
蠟燭的明暗度
第二講019
火焰的昏暗度
燃燒所需的氣體
水的生成
第三講033
燃燒生成的水
水的特性
某種化合物
氫
第四講049
蠟燭中的氫
氧和氫反應(yīng)生成水
第五講061
空氣與氧
蠟燭的燃燒
二氧化碳及其性質(zhì)
第六講077
碳、碳質(zhì)
煤氣
呼吸和蠟燭燃燒的相同點
結(jié)果
第二部分
肥皂泡的故事091
第一講093
肥皂泡、毛細現(xiàn)象及水的曲率
苯、乙醚、水、樟腦油及油污的表層
貓盒、水彈、水膜與水點
行星、油珠與液體的重力和強度
第二講113
為什么水的表層有彈性存在
大、小肥皂泡的壓力結(jié)果
不可想象的面
節(jié)面與懸鏈曲面
肥皂泡的曲線與圓錐截面的轉(zhuǎn)跡線
水泡、蜘蛛網(wǎng)、液珠及水射流
第三講131
火漆棒
噴泉和電
音樂聲與冒煙的火焰
水射流發(fā)出的歌聲與嘀嗒聲
肥皂泡的導(dǎo)電與不導(dǎo)電
曲率消失的其他面
里外兩個肥皂泡的不同
人們在肥皂泡這一普遍想象中得到的啟示
第四講151
一些有用的提示151
感謝大家來到這里參加本次講座。在此,我們共同探討的問題是:蠟燭中存在的化學(xué)變化。其實,這個課題我以前就講過了,但我今天仍然要講,并且希望每年都有這樣一次機會。因為這是一個相當(dāng)精彩的題材,它展現(xiàn)了科學(xué)在各個領(lǐng)域中的多姿多彩與神奇,里面還涉及了天地間所有的法則和定律。假如你想在自然科學(xué)方面有所造詣的話,蠟燭理化現(xiàn)象的研究將會是你最好的敲門磚。這也是我沒有選擇其他新課題的主要理由,我相信大家不會掃興的,那些新的課題雖然也很好,但遠沒有這個問題更具代表性。
在即將涉入正題的時候,我還要強調(diào)一點:由于這個課題的覆蓋面很寬,并且,我們都會以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度來面對這個問題,雖然這對臺下共事多年的朋友們來講,有些不太合適。因此,我希望大家能像孩子們聚會時一樣,積極地說出自己的觀點。在先前的講座中我做到了,而今我仍然想得到大家的支持。因為只有這樣,我站在這個講臺上才能輕松自如地講解。
咱們言歸正傳吧。我先給大家講一下構(gòu)成蠟燭的材質(zhì)。有的蠟燭是相當(dāng)另類的,正如我手邊這幾根短木和樹丫,它們都具有良好的可燃性。另外,大家請看,這里還有一個人們稱之為“燭木”的東西,它的木質(zhì)異常堅硬,開采自愛爾蘭的泥炭洞穴。由于這種“燭木”點燃后的亮度與蠟光相差無幾,因此,把它分割之后,就成了當(dāng)?shù)厝擞脕碚彰鞯墓ぞ。我覺得,這類木頭足以體現(xiàn)蠟燭的一般特性,也是我們這次講解最具有代表性的實體教材。此時,我們具備了可燃物和導(dǎo)致這種可燃物發(fā)生化學(xué)變化的物質(zhì),再把空氣持續(xù)不斷地輸入到發(fā)生化學(xué)變化的地點,這塊小木頭就能燃燒起來,就如同一支天然的蠟燭。
為了迎合題目,我們還是以市面上出售的那些加工型蠟燭為例進行講解。大家看一下,這里就有兩支加工型蠟燭,我們平時用的都是這種蠟燭。要想制作這種蠟燭,首先要把做燭芯用的粗棉線按一定的長度剪好,再把它的一端系成活套,最后用木棒吊著浸在盛滿牛脂的容器里,并不斷地提起晾涼,再浸泡。正如圖1.1所畫的那樣,不間斷地重復(fù)這種操作,直到燭芯上包裹了足夠的油脂,蠟燭也就成型了,F(xiàn)在,我想以手里拿的這幾支蠟燭為例,來對它們的特點進行介紹,也可使大家的腦海中形成一個初步的概念。這里有幾支精致小巧的蠟燭,就是從前煤礦工人在井下作業(yè)時的照明工具,直到今天,它仍在一些礦井中發(fā)揮著作用。當(dāng)時,那些采煤的礦工,在下井前都要自己備好蠟燭,同時,他們覺得,蠟燭越小,瓦斯發(fā)生爆炸的幾率就越低。正是出于這個原因的考慮,再加上要節(jié)約成本,于是這種精美絕倫的小蠟燭就出現(xiàn)了,如果把二三十支甚至五六十支放在一起進行稱重,總共也超不過450g。隨著時代的發(fā)展,出現(xiàn)了油燈,于是這種微型的蠟燭就退居二線了,再后來,各種高性能的燈具又占據(jù)了主要位置。我手里還有一支來自英皇喬治號郵船。上的蠟燭,它與這條沉船一起被海水浸泡了很多年,可見,蠟燭的持久性是非常好的。雖然這支蠟燭渾身布滿了裂紋,但將它點燃后,仍舊能夠正常燃燒,我們從遇熱熔化的蠟油里看到了它真實的本相。
我有幾支朋友贈送的蠟燭和制作這種蠟燭的原材料,借此機會我也向大家介紹一下。我覺得,最初的蠟燭原料就是動物的脂肪——牛脂。隨著時代的發(fā)展,這種動物脂肪又被人們加工成了硬脂。你們看到了嗎?我手邊就放著這樣一塊硬脂。大家都很清楚,和牛油蠟燭相比(如圖1.2所示),硬脂蠟燭早已摒棄了那種油乎乎的感覺,取而代之的是異常的潔凈,就算溢出的蠟液被一層層刮下、碾碎,也不會粘附在其他東西上。要想做成硬脂的話,必須經(jīng)過這樣幾個環(huán)節(jié):首先,將生石灰混入牛油或其他動物脂肪中加熱至沸騰,直到呈糊狀后,再加入去除石灰用的硫酸,最后就得到了由脂肪演變而成的硬脂酸,其中還摻雜著一部分叫做甘油的物質(zhì),是牛油在本次化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的,它與麥芽糖有很多相似之處。由于它摻在硬脂酸中,因此我們不得不通過擠壓的方法將它與混合物分離,大家看到的這些餅子都是擠壓之后才形成的,可見隨著壓力的不斷增大,在油質(zhì)流出的同時,那些雜質(zhì)也被擠壓出來了,此時,只要把剩余的物質(zhì)加以融化,再進行澆灌之后,就形成了我拿的這種蠟燭。我手上這支蠟燭就是硬脂材質(zhì)的,制作方法跟上面介紹的一樣,這種硬脂就是從牛油里提煉出來的。你們瞧,這是一支鯨腦油燭,原材料就是抹香鯨的腦油。還有一些蠟燭是用黃蜂蠟和純蜂蠟做成的。另外一種叫做石蠟的物質(zhì)更是十分有趣,大部分用石蠟做成的蠟燭,其原材料都是來自愛爾蘭的泥炭地里。大家看這個東西,它是遠在日本的朋友給我捎過來的,這是一種特殊的蠟,也是最新的蠟燭原料。
那么,這些蠟燭究竟是如何制作的呢?前面我已經(jīng)介紹了將燭芯浸入油脂的方法,接下來我們探討一下模具法。假設(shè),做成這些蠟燭的材料都是可澆灌的,“當(dāng)然可以澆灌了!”在坐的各位會說,“既然蠟燭可以熔化,當(dāng)然也能澆灌。”然而,事實并非如此。令人感到不可思議的是,隨著生產(chǎn)的發(fā)展,在為了追求目標(biāo)而不斷思索時,事物通常會發(fā)生難以預(yù)料的變化,總是想著用澆灌的方法來制作蠟燭是非常不可取的。就拿用蠟澆灌來說吧,根本就無法取得成功,所以我們必須采用一種更為新型的制作工藝。