不可知的彼岸 发表于 2016-3-3 01:09:08

你不知道的事(连载)

本帖最后由 不可知的彼岸 于 2016-3-5 11:26 编辑

现在是讲故事的时间!
我们身边很多看似简单平常的事物中中其实隐藏着大秘密。改善日常生活的发明,常出自巧妙的设计、高明的工程学和科学的发展。今天在下就想给各位讲一讲这些有趣的,鲜为人知的故事。
   
   
    今天要介绍的主题是电池。
   电池,平平常常,普普通通。我们通常觉得这个小东西没有什么神奇之处,但现在,是时候改变这一看法了。因为在小小的电池中,其实藏着很多有趣的秘密。
   全球每年卖出超过七百亿个电池,也就是说平均几乎全世界每人都要用掉十个。这其中的大部分销往欧洲和美国。
    电池在哪几天最畅销呢?告诉你吧,是在12月的21、22、23、24和25号。圣诞节快乐!我们对电池的使用量不断增加,而电池的生产量也在过去的几年里在以惊人的速率倍增。
    我们用电池做什么呢?一般家庭约有25个使用电池的设备。事实上不论是电动玩具、笔记本电脑、手机、充电台灯、收音机,助听器、钟表、心律调整器、还是摩托车、电瓶车、汽车、火车、小型游艇、乃至潜水艇、喷气式战斗机,我们的身边随时随地都有大批的电池存在。
    电池的基本元件包括两根金属棒(分别是阴极和阳极),它们被泡在能让反应发生的电解液中。但电池只有在回路状态下才会产生电流,电子才能从阴极流向阳极,然后电力就这样产生了。以家用的PP3电池(方形充电式电池)为例,它的阳极连接着负端,阴极连接着正端,两者都位于电池的同一边;而常用的例如7号电池那样的AA电池(柱形电池)的正负端则是分别位于其首尾两边,同样是阳极连接着负端,阴极连接着正端。
       让人难以置信的是现代家用电池的发明灵感居然是来自于电鱼。最早在实验室中制造出小型蓄电池的是意大利人伏特。他所使用的是两片不同的金属并以盐水充当电解液。
       遗憾的是由于这一发明不能产生大量的电流,故没有实用价值。而这一问题的解决之道就在于电鳗之类的鱼类。它们是以一连串的电斑来发电的。这些改良的肌肉细胞能产生电力。尽管每个肌肉细胞只能产生微量的电流,但一条电鳗的全身有六千多个电斑。汇集了所有的电流后,所产生的电力就不容小视了。这时如果你触碰它的话,就会遭到600伏特的电击——不用问那一定很疼。
       伏特为了仿造电斑,他将锌条和浸饱了盐水的吸水纸重叠成一个柱形体,中间依然通入盐水做电解液。他成功了,伏特发明了世界上第一个真正意义上的电池。
       电池的有趣之处还在于它的形状。你可曾想过为何家用电池多半都是圆柱形的呢?这是为了耐用。圆柱形因为没有棱角,因此没有磨损上的弱点。柱形电池的每一部分都一样坚固——这一点很重要,因为电池内的电解液是极其危险的化学物质。从电池上的标签内容便可以看出来:它们绝不是可以漫不经心地对待的东西。常用电解液的主要成分是各种酸,特别是硫酸。将一块生肉放入普通电池中所含浓度的硫酸中半个小时,硫酸便完全破坏了其中的蛋白质,将肉变成了恶心的污黑“肉果冻”。
      但日常生活中也有些电池没有使用这些强力的化学物质。它们中的某些是以所处环境做电解液的。飞机内的救生衣上所配置的指示幸存者位置小灯泡就是靠海水电池来供电的。它的阴阳两极都裸露在外面,而含有大量盐分的海水则是很好的电解液,伏特最早的电池所使用的就是盐水。所以当幸存者掉进海中时,这种电池就开始运作,产生足以让指示灯亮起来的电力。
      到处都有能当做电解液的东西。使用各种强酸或强碱都能达到目的。而实际上,各种水果都可以成为小型电池。而在这其中,用柠檬做电池的效果最好。理论上我们可以用这样的柠檬电池让电器运作,比如一盏25瓦功率的白炽灯泡,但这估计得用上数十万个柠檬……
      最后还要提一下的就是,电池其实并不像我们所想的那样是个纯现代的玩意儿。在古埃及的壁画上,便出现了疑似用电池供电的电灯泡。而在古代巴格达的遗迹中,也出土了类似于简易电池的装置,科学家认为古巴格达人用它们来对首饰进行电镀处理。
      好了,关于电池的故事基本上就是这样了。

清水星 发表于 2016-3-3 08:28:18

本帖最后由 清水星 于 2016-3-3 08:37 编辑

巴格达陶罐电池,除了电镀以外,好像还当成神迹——电击电击——虽然也不知道这电池的电压够不够电到人,但是流言终结者节目尝试过接上好多个自制的陶罐电池还真能蹦出火花呢

Adrastea74 发表于 2016-3-3 12:27:32

土豆电池万岁(

不可知的彼岸 发表于 2016-3-5 11:19:44

本帖最后由 不可知的彼岸 于 2016-3-5 11:24 编辑

   每天,当我们从睡梦中的幻想乡归来的时候,第一件事应当就是刷牙洗漱了。
   普通人一生当中平均要刷4万次以上的牙,而这会用掉大约80公升的牙膏。
   我们对牙膏早就习以为常了。因此只有在牙膏用完了的时候,我们才会想到它。      
      这真是太可惜了,因为牙膏其实真的很有趣。
      护齿药物早在数千年前就出现了。现存最早的护齿药物配方来自埃及,是以薄荷花、盐和胡椒调配而成的。这个配方发明于5世纪。它的功效很强,但却有导致牙龈出血的副作用。
      虽然如此,它的危险性却也要远小于20世纪的某些牙膏。第二次世界大战的时候,德国的核子科学家研发出一种含钍的辐射牙膏,并在德国销售。它能洁牙和杀死细菌——因为它有辐射。这真是太妙了,不是吗?但问题是:为什么它最后没有流行起来呢?
       很明显,牙膏中不适合添加钍,但另一种添加物的效果就好多了。1901年,科罗拉多泉的一名牙医发现,当地人患蛀牙的比例特别低,因为当地的水中含有大量的氟。根据这个简单的观察结果,氟不久便被视为了最理想的添加物。
      那么,现代牙膏的成分为何呢?最主要的成分是研磨剂,它能擦洗干净你的牙齿。牙膏生产商通常会选用苏打粉、白垩或硅石(也就是极细的砂)来作为研磨剂。之后再加入漂白剂、香料、发泡剂、以及把所有这些成分结合起来的结合剂,最后再加入氟。
      根据这一实验原理,我们甚至可以在家里自己制作牙膏。我们只需要在一个容器内加入三大匙小苏打,三大匙食盐,一匙左右的甘油,加入少量的水混合均匀,再加入一匙薄荷油,自制的牙膏就做好了。尽管看上去不怎么样,但它真正用起来的效果却不错。自制的牙膏薄荷味很重,感觉粗粗的,味道很咸,而且它真的可以清洁牙齿。它的用料也很简单,大家如果感兴趣的话,不妨自己试试看。
      好了,关于牙膏的小故事基本上就是这样了。

莫言 发表于 2016-3-5 15:04:04

学得好多小姿势啊!

培根小琥 发表于 2016-3-9 07:41:17

世界观加一

drzzm32 发表于 2016-3-10 14:15:03

电池的话,目前最广泛的属于化学电池,即基于氧化还原反应的电池。
当然还有基于光电效应的光电池,还有热电偶之类的。
总体上来说,就是让导体中的载流子运动起来,产生电流供我们使用。
还有摩擦起电和莱顿瓶。

不可知的彼岸 发表于 2016-3-14 22:18:19

本帖最后由 不可知的彼岸 于 2016-3-14 22:36 编辑

这次来给大家讲讲关于玻璃的小故事。
玻璃可以说是无处不在。它被广泛地应用于玻璃酒杯、餐具、建筑、汽车、火车、船只、飞机的制造中。同时,玻璃也是人造卫星,电脑、电视和手机的重要零件。现如今,我们对玻璃的需求更甚以往。平均一年全世界的玻璃产量便超过4百亿平方尺。
玻璃的奥秘何在?玻璃最主要的成分是二氧化硅,也就是沙子中所含有的主要成分。古时候的玻璃便是使用粗糙的沙子制成的。《鲁滨孙漂流记》中便有用沙土烧制玻璃的描写。不过,这样制造出来的玻璃会成结晶状,还会混有大量的杂质,而且很难烧成一大块。理论上光使用二氧化硅制造出高品质的玻璃是可能的——但这需要不可思议的高温——像火山一样的热度。确切地说温度大约高达摄氏1700度。古代几乎不可能制造这样的高温。
解决之道就是在二氧化硅中添加苏打灰或碳酸钠。使其熔点可以降低到比较能控制的摄氏850度。然而,用这种方式制造出来的玻璃可溶解于水。用它做出来的器皿几乎和用易融化的巧克力做的茶杯一样,用途很有限。将这样的玻璃放入水中,几乎马上就出现了小小的玻璃碎片。而随着玻璃的开始溶解,水明显变得混浊。如果给予足够长的时间,比如一片口香糖大小的这样的玻璃大约在24小时内就可以完全消失。
是什么使现在的玻璃变得不熔于水呢?答案是玻璃中所含的第三种也是最后一种成分:取自石灰岩的石灰。就这样,真的就是这么简单,只要这三种成分,然后玻璃就被制造了出来。
一般玻璃原料燃烧溶解后都形成液体粘稠液,要使其冷却成形,大都采用型吹法,使用各种材质的模型,如木材、粘土、金属等预先制成所需要的型器,把融化的玻璃液倒入模型内,待冷却后再将模型打开即成,一般用于吹玻璃无法制成的器具,大部分的工厂都采用此种方法,可以大量生产。
另一种为吹气成型法,即吹玻璃,就是取出适量的玻璃溶液,放于铁吹管的一端,一面吹气,一面旋转,并以熟练的技法,使用剪刀或钳子,使其成型。
吹玻璃的技术是叙利亚人大约在西元前1世纪发明的。这是一大突破,使玻璃在一夜之间成为了一种可以被大量制造的商品。
据统计,当时有文字记载的玻璃的实际用途共有1001种。这个数字很有趣,不是吗?
吹玻璃的技术看像吹泡泡一般简单,然而,实际上需要10年的训练才能造就一个真正合格的玻璃吹制师。在长管子的一端是刚从高温熔炉里取出来的玻璃泡,玻璃吹制师需要严格控制吹制过程中这个玻璃泡的温度——太热的话玻璃会在吹制的过程中发生摇晃,使最后做出来的玻璃发生扭曲变形,太冷的话熔融态的玻璃会提前凝固。而要做到这一点别无他法,只能凭借吹制师的个人经验。每次吹制玻璃都只能持续几分钟,之后就必须放回到火炉中重新加热。这一过程相当于铸剑师在锻造刀剑时的回炉程序。
玻璃史上最重要的突破之一,是威尼斯人在15世纪创造的。他们不用沙子做玻璃,而是使用从最纯的白水晶石中获取的二氧化硅,这样便可以制造出完全无色的透明玻璃。他们称这种玻璃为水晶玻璃。这是人类首次制造出完全透明的无色玻璃。
下一个重大进展是在1676年。一位名叫乔治瑞文斯克洛夫的英国人提出了无色铅水晶玻璃的完美配方,其秘诀就是在玻璃中添加氧化铅,从而制造出了铅水晶玻璃。这种玻璃非常适合雕刻,而且它又具有光辉灿烂的质感,因此又是制作水晶吊灯的好材料。用铅水晶制作而成的水晶吊灯照亮了整个17世纪。
辨别高品质铅水晶玻璃的最简单实用的方法之一就是:敲一下。好玻璃能发出清脆无比,带有些许长尾音的响声。而普通品质玻璃的声音则要沉闷,短促得多。铅水晶玻璃比普通玻璃更容易发生共振,但这也使它更容易被外部声音震碎。好在我们现在所使用的铅水晶玻璃都经过加固处理,非常结实。故而我们大可不必担心在欣赏歌剧表演的时候手里的玻璃高脚杯会突然炸裂这种事。
现代制造玻璃的最大突破之一,是浮式玻璃的发明。它的出现是玻璃制造工业一次了不起的革命,使得高品质的完美平板玻璃能够得以大规模制造。一座现代化的玻璃制造工厂一个星期就能制造出1万零五百公吨的浮式玻璃,真可以说是量大无比。
玻璃生产线从装有炎热的熔炉的一端开始。原料被推进燃烧温度超过摄氏1500度的炉内,生成的熔融态玻璃经混合搅拌后被倒入大约为摄氏1000度的融化的锡中。这便是浮式玻璃为何一片平坦的原因:液态玻璃会漂浮在融化的锡流之上,有如一面巨大的镜子。玻璃一旦漂浮起来之后便会被从锡槽上取下来。此时的玻璃相对而言仍然很脆弱,需要先小心冷却,然后才能进行切割处理。然后,从地狱之火中出现的最后的成品便展现在了眼前:一片无垠的完美平板玻璃。它会被钻石刀切割成固定的大小封装,最后将会被送到二级玻璃制造商处。他们会将它制造成各种各样的玻璃制成品——从双层窗用玻璃到车用挡风玻璃,五花八门,应有尽有。
打造玻璃世界是件很有趣的事,但安不安全却又是另外的一回事了。在大多数情况下,标准的玻璃一点也不适用。你肯定无法想象如果用制造沙漏的那种脆玻璃去制造摩天楼的外玻璃幕墙,其后果将会有多么“美妙”——玻璃幕墙会很轻易地就被砸成千疮百孔的筛子。
还好我们有替代品可供选择。在制造过程中将玻璃重新加热到摄氏600度以上,然后再迅速冷却。这个过程改变了玻璃的基本结构,如此操作便制成了比普通玻璃坚固四至六倍的强化玻璃。这种玻璃不仅更难打破,同时它碎裂成的玻璃块较大,比标准玻璃安全得多。
而现代科技所制成的层压玻璃多种多样,其中之一是电色玻璃。正常情况下用这种玻璃制成的玻璃门如同毛玻璃一般不透明,但让微小电流通过其液态水晶层,可将它从不透明变成透明。
另外的一种层压玻璃便是大名鼎鼎的防火玻璃。它内部有一层硅酸钠,具体作用过程为:在当温度上升到一定限度时,防火玻璃的外层开始破裂,暴露出内层的硅酸钠。硅酸钠会迅速变成不透明状态,将热气从玻璃表面反弹回去。硅酸钠的高含水量也有助于防止热气转移到玻璃的另一面。玻璃一面的温度超过摄氏550度,另一面却可以用手放心地去触摸,可以感到玻璃只是温温的,甚至不烫手。即使将温度提高到了摄氏900度,玻璃的隔热作用也经过40分钟才完全失灵。标准的防火门便是用这种玻璃制成的。
还有一种不可思议的玻璃便是大家所熟悉的防弹玻璃和装甲玻璃了。用小口径的霰弹枪做测试的结果:标准普通玻璃不出所料地被击得粉碎;层压玻璃,也就是汽车挡风玻璃的表现比较好一点,层压使得玻璃保持了大部分的完整,但却无法阻止子弹。现在来用2.2公分厚的防弹玻璃做实验。这种玻璃是以多层聚碳酸酯塑胶夹在强化玻璃之间做成的。当子弹打中玻璃时,子弹轻易穿过了外层。但聚碳酸酯迅速吸收子弹的动能,使它有气无力地停在玻璃的内层部分,并被其所施加的反作用力反弹了回去。
好了,这次的关于玻璃的小故事就先讲到这里吧。

小小诸葛亮⑤ 发表于 2016-3-14 22:33:02

学习了…………话说大大不打算讲讲胶水吗

不可知的彼岸 发表于 2016-3-14 22:44:08

本帖最后由 不可知的彼岸 于 2016-3-14 22:47 编辑

小小诸葛亮⑤ 发表于 2016-3-14 22:33
学习了…………话说大大不打算讲讲胶水吗

话说在下实在不敢当这个称呼啊(笑)。
其实这个帖子应该是“二代目”了。中间因为没有及时更新而使一代成了坟贴。
在一代的“你不知道的事”里,在下已经讲过关于胶水的小故事了。现摘录如下:

这次的主题是黏胶。
我们的四周的所有的日常用品几乎都少不了黏胶。从包装、衣物,到汽车、火车、洗衣机等家用电器、电路板,到处都有黏胶的踪影。可以说如果没有黏胶,现代社会将分崩离析。仅仅是欧洲一年就要使用超过三百万吨的黏着剂,而全世界每年使用的黏着剂则突破千万顿。
黏胶是如何发挥作用的呢?日常用的黏胶大致可分为三大类:第一种是感压胶(Pressure Sensitive Glue),如黏性绷带和胶带、创可贴等。它只有在受压时才能黏合物体。这种黏合剂通过填满物体上的细缝来发挥作用。故只要你撕下它的速度比胶黏合的速度快,物体表面上便不会有残留的黏胶。第二种是热塑性胶(Thermoplastic Glue),其特点是会在冷却时硬化。它一般是在加热后使用的,在变冷后就会固定。过去的很多用动物为素材制成胶都是利用这种原理。第三类是蒸发胶(Evaporation Dependant Glue),它是借由蒸发硬化的。比如壁纸黏着胶,虽然它只是用来黏贴壁纸的,但在1970年代的一个电视广告中,有个人被壁纸黏着剂黏在木板上吊到了空中。这听起来有些令人难以置信,但这在理论上是可以实现的。壁纸黏着剂中的微小分子来自马铃薯浆粉等材料。分子被嵌入衣物纤维和木板的细孔里,便能形成足以支撑人体重量的黏结。
多年来,家用胶一直没有什么大的变化。直到一种全新的黏着剂问世:氰烯酸酯黏着剂,也就是通常我们所讲的强力胶(502胶/疯狂瞬间胶)。它是在无意之中被发现的。第二次大战时,柯达的研究化学家哈利古弗正在研制瞄准标尺用的透明塑胶,他使用过氰烯酸酯,却发现它并不适合,因为它在透明的同时却会黏住其他的东西。不过,他认为它是一种很好的黏着剂,便将它改良成瞬间胶在1958年开始销售。
瞬间胶的秘密在于其主要材料过氰烯酸酯。被黏着物体的表面通常都有水分存在。而氰烯酸酯遇到微量水分就会变硬。在越战中,美军的战地外科医生会在重伤员的伤口处喷上医疗用瞬间胶,它能为伤者止血,以便让其稍后再接受传统的医治。目前瞬间胶已被普遍应用在各种医疗活动中。比如在一些手术中取代缝线,它能在10秒内黏合皮肤,而且免除了拆线这一程序。然而,请不要将家用瞬间胶涂抹在伤口上因为可能会造成刺激和灼烧感。
所以,瞬间胶其实是一种工业级的家用产品。而现代科学又故技重施。在这两者的结合之中诞生出了新科技。
这是一片双面胶带。乍看之下,它似乎也没有什么了不起。但它却并不普通。它其实是工业用双面胶带。这种胶带是用来将太阳能板黏在屋顶上和固定建筑物表面的覆盖材料的。用手将它按在物体的表面,它并不会黏住物体。不过施加巨大压力之后,情况就大不相同了。科学实验表明:使用五公分见方的胶带就可以将95公斤的人吊到约3米高的半空中保持58秒。
但这与最新的工业黏胶相比还是相形见绌得多。现在的工业黏胶被用来建造太空船、固定丹麦近海风车39公尺的巨大叶片——这些风车能承受时速250公里的强风。它们还被用来连接伦敦之眼的舱体,固定摩天大楼的玻璃幕墙,黏合汽车底盘等。一滴工业胶水就有惊人的黏合力。将两块口香糖大小的铝片用几滴工业胶水黏合起来,用将近1700公斤的的拉力才能将铝片拉开。这相当于折断17公厘粗的实心铝棍所用的力量。
   好了,关于黏胶的故事基本上就是这样了。
页: [1]
查看完整版本: 你不知道的事(连载)