不怕熱的小貓咪

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中化學 來源: 高中學習網(wǎng)
你一定已經(jīng)在教材中見到過“不怕熱的小貓咪”這張奇妙的照片,可是,都找不到小貓咪不怕熱的答案。把一只小貓咪放在一塊透明的塑料板上,塑料板的下面點燃著煤氣燈火焰,這火焰的大小也不比小貓咪小多少。煤氣燈火焰的溫度是很高的,可以達到一干多度,可是,小貓咪在一千多攝氏度的燒烤下,卻顯得那么安詳和活潑可愛,你一定會問,小貓昧不怕熱嗎?要不,這幅可愛的圖畫是畫出來的。其實,這張照片中的實物都是真的,是現(xiàn)場拍攝下來的,那么,小貓瞇不怕熱的奧妙究竟在哪里呢?

奧妙原來在這塊透明的塑料板上,我們知道,固體物質(zhì)在揮發(fā)成為氣體時是要吸熱的,另外,塑料都是高分子化合物,是由碳、氫、氧等元素組成的,它們在一千多攝氏度的高溫下都會分解,而且,塑料分解時也是要吸熱的,這樣,這塊塑料板在煤氣燈火焰燒烤下,逐漸地揮發(fā)和分解,它們都要吸熱,結(jié)果使塑料板本身保持比較低的溫度。塑料板的揮發(fā)和分解是慢慢進行的,因此可以保持長期間地吸熱,使小貓咪自由自在地站在上面,F(xiàn)在,你已知道了,任何自然現(xiàn)象都和物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān),我們掌握了物質(zhì)的性質(zhì),就能夠自如地來解釋我們碰到的許多問題。

小貓咪向我們展示的塑料創(chuàng)造的奇觀,不僅僅使我們感到好玩,更重要的是,讓我們知道塑料的這種性質(zhì)還能夠派上大用場。當今世界上,航空航天科技和工業(yè)生產(chǎn)每天都在日新月異地變化,航天器是上天器件的總稱。有人造衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機、遠程導彈等。它們之中有的上了天就再也不用下來了,但有的則非要上了天以后還要下來,例如宇宙飛船、航天飛機和某些衛(wèi)星,因為這些航天器中有的是載人的,有的裝著要回收的資料。

每當高速飛行的宇宙飛船、航天飛機、衛(wèi)星、導彈等完成考察任務(wù)重返地球時,必須穿過稠密的大氣層,這些航天器的速度比聲音的速度還高幾倍以至十幾倍,當它們以這樣高的速度向大氣層中俯沖下來,這時它們的運動產(chǎn)生的能量稱為動能,它的能量非常高,舉例來說,具有如此高速的1000克質(zhì)量所產(chǎn)生的動能高達28×106焦耳,這些能量轉(zhuǎn)化成熱,足以把30千克的鋼鐵加熱到沸騰。我們在睛朗的夜空中看到的流星也屬于這種情況,流星是宇宙空間的一種高速飛行的星際物體,有時它會闖人地球的大氣層,并與大氣層摩擦產(chǎn)生高溫,使流星迅速燃燒。這時流星便會畫出一道眩目的軌跡。

宇宙飛船等航天器也像天上的流星一樣,在返回地球時,與大氣層發(fā)生劇烈的撞擊和摩擦。在航天器的前端產(chǎn)生一個高達1×107帕壓力的沖擊波,并將沖擊波前的大氣加熱到七八千度,在這樣高的溫度下,航天器本身難保。同時還會危及航天器內(nèi)宇航員的生命。

利用現(xiàn)代科學技術(shù)在航天器的外殼特別是前端涂上一層燃蝕材料是解決上述“機毀人亡”危機的最好辦法。這層燒蝕材料是一種復(fù)合材料,它由環(huán)氧樹脂或環(huán)氧乙烷等塑料與碳纖維復(fù)合在一起構(gòu)成。環(huán)氧樹脂或環(huán)氧乙烷在高溫下氣化、熔化、升華、最后分解,都要帶走熱量,碳纖維同樣在高溫下氣化和升華,也都要吸熱,于是,依靠外面一層復(fù)合材料不斷被燒掉,既保護了宇宙飛船等內(nèi)部設(shè)施,也會使宇航員在船內(nèi)感到安全舒適,直到飛船安全返回到地面為止。
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