魔方為什么神秘?因為有許多東西你不知道謎底。
當(dāng)你找到謎底以后,你會發(fā)現(xiàn),它不神秘,卻很神奇!
今天我們來動手揭開一個謎——大氣壓力。
開門難
開門就開門,有那么難嗎?難!
還記得翟志剛叔叔開門的事兒嗎?對了,是開神舟七號軌道艙的“門”啊!
開門之前翟志剛、景海鵬、劉伯明叔叔就忙開了,得把食品、供水器、手持?jǐn)z像機(jī)、醫(yī)學(xué)檢查儀等等搬到返回艙,因為這些東西“不能耐受低壓”。
這個“壓”是大氣壓力的意思,低壓,就是很低的大氣壓力。
本來軌道艙里是有大氣壓力的,因為翟志剛叔叔要出艙進(jìn)行“太空漫步”,所以要把艙里的壓力泄掉,使它像艙外面那樣,成為“真空”。
真空
我們的身邊充滿了空氣,我們每時每刻都在呼吸空氣,因為地球的周圍被厚厚的空氣包圍著——我們把它叫做“大氣層”。
空氣雖然看不見,摸不著,可從高空到地面,這層厚厚的空氣是有重量的,地上的所有東西,包括人,都承受著它的重量,我們把這叫做“大氣壓力”。
空氣不但讓我們呼吸,還讓鳥兒能夠飛行:它們扇動翅膀,推動空氣,于是在藍(lán)天里翱翔。
飛機(jī)的“翅膀”強(qiáng)然不會像鳥兒那樣扇動,但也是利用空氣才能飛行。比如飛機(jī)要向上飛,大氣壓力則往下壓,怎么辦呢?喏,把飛機(jī)的機(jī)翼——“翅膀”設(shè)計成上面凸起、下面平平的,這樣,飛機(jī)在上升的時候,上面的空氣流動快,下面的空氣流動慢,一快一慢產(chǎn)生了向上的升力,飛機(jī)“趁機(jī)”飛上了天。
神舟七號則要沖破大氣層,才能到達(dá)太空,而到了太空卻沒了空氣——我們把這叫做“真空”。
“皮膚門”
在真空里,不但被叔叔們搬走的那些東西受不了,人也會出大問題。我們的身體是在地球上出生、長大的,習(xí)慣了地球環(huán)境;到了太空,會因為沒有氧氣而不省人事,因為氣溫劇烈變化而失去生命……
除此之外,人的身體里有氣體,這個氣體也是有壓力的。
包裹著身體的皮膚就像一扇門。
在地球上,身體里的壓力和身體外面的壓力一樣大,氣體能很乖地呆在身體里。到了太空,真空的環(huán)境沒有大氣壓力,氣體就想沖破“皮膚門”跑出來,造成血液和身體里的其他液體沸騰,然后因為太空極度的寒冷,它們又會凍結(jié)起來;而皮膚和心臟等器官,因為體液沸騰會發(fā)生膨脹……(哇哇哇,人成了大氣球了?)
為了讓航天員能像在地面上那樣生活,神舟艙盡量模仿地球環(huán)境,不但溫度、濕度等相仿,還有相仿的大氣壓力。
艙外是真空環(huán)境,沒有壓力。如果不把艙里的壓力泄掉,那么,就像身體里的壓力那樣,它們會頂住艙四周的“皮膚”,包括真正的“門”——艙門,你即便花費(fèi)九牛二虎之力,也休想把門打開!
開門“外出”
所以,開門成了那么難的一件事!不泄壓開不了門,泄了壓叔叔們怎么辦?
叔叔們把東西小心地搬運(yùn)到返回艙后,景海鵬叔叔呆在返回艙里,然后他們把返回艙與軌道艙之間的門關(guān)上,否則,返回艙也會泄掉壓力,成為“太空”。
接著翟志剛和劉伯明叔叔開始穿艙外航天服。
翟志剛叔叔穿的“飛天”航天服,是我國研制的第一代艙外航天服。它能夠提供十分適宜的氧氣、溫度、濕度和大氣壓力,讓體液不沸騰,也不“結(jié)冰”,保持它們的液體狀態(tài)。所以,穿上艙外航天服,就像帶著一個隨身的“小地球”,雖然沒有那么十全十美,不過對受過訓(xùn)練的航天員們來說,已經(jīng)是個不錯的“世外桃源”了。
現(xiàn)在要做的是,一邊給軌道艙泄壓,一邊給航天服加壓。軌道艙里空氣壓力越來越小,航天服內(nèi)壓力漸漸增加,兩位叔叔的身體得到了很好的保護(hù)。泄壓完成之后,他倆穿著航天服站在艙內(nèi),就跟站在艙外的真空環(huán)境差不多了。
這時,翟志剛叔叔一手握住身旁的扶手,一手打開艙門,明亮的“太空光”照進(jìn)艙里,把軌道艙染成了藍(lán)色……
看得見 摸得著
大氣壓力就在我們身邊。
茶壺蓋上為什么有一個小孔?是為了讓大氣進(jìn)去,有了大氣壓力就可以讓水倒出來。
掛衣鉤的吸盤為什么能吸住墻壁?因為它擠出里面的空氣,外面大氣壓力把它緊壓在墻上。如果按吸盤的地方凹凸不平,里面不能變成真空,衣鉤就會落下來。
來做一個小實驗
材料:一條手帕、一個玻璃杯、一條橡皮筋。
1、手帕繃緊,蒙住空玻璃杯杯口,用橡皮筋扎牢。
2、水龍頭不要開得太大,看水能不能流進(jìn)杯子——能。
3、離杯口還有4/5的時候,關(guān)閉水龍頭。
4、迅速把杯口倒過來,看水能不能流出來——不能。
想一想,這跟大氣壓力有什么關(guān)系?
為什么會爆胎
2010年1月20日下午,一輛出租車正在上海的高架橋下走著,突然,“砰”的一聲,汽車左邊的車輪擦到高架隔離欄,車子飛了起來,向高架橋的立柱上撞去,車頭撞得粉碎。再一看,左前輪已經(jīng)爆裂,車子里的人都被卡住,沒法動彈……
爆胎有各種各樣的原因,我們挑一種來看。
很早很早的時候,輪胎是實心的,厚厚的、硬硬的輪胎,讓車子行駛起來咕咚咕咚地跳,而且速度也提不高。后來人們用起了充氣輪胎。
輪胎充氣?你馬上想到了壓力問題?對,你太聰明了!
不過,輪胎對氣壓是有要求的!
輪子氣充得鼓鼓的,輪胎壓力大,在地面滾動的時候,接觸地面的面積就小相反,胎壓小,接觸面就大。
汽車在開動的時候,跟地面接觸,會產(chǎn)生熱量,熱量會使胎壓不斷升高,如果本身胎壓就過高,那么開著開著就會爆胎。
是不是胎壓越低越好啰?不。
你把手指用力按在桌上,手指變得扁扁的,這叫“變形”。汽車開的時候,車輪接觸地面部分也會變形。接觸面越大,變形的面積也越大。如果慢慢開,變形的地方離開地面時,又會恢復(fù)過來如果開得很快,那么第一圈滾動時候的變形還沒恢復(fù)過來,第二圈又來了。最后,車輪橡膠徹底變形,直至損壞、爆胎。
“防爆”氣球
現(xiàn)在有一種號稱是“防爆”的輪胎,其實并不真的是“防爆”,而是叫“泄氣保用輪胎”,也就是不讓輪胎“砰”的一聲突然爆裂,而是讓氣慢慢泄出,車輪慢慢地癟下去,車子可以漸漸地放慢速度。
再來做一個小實驗,你就知道是怎么回事兒了。
材料:一個氣球、一條細(xì)繩、一塊膠布、一根細(xì)針。
1、給氣球充足氣。
2、系緊口子。
3、把膠布貼在氣球上。
4、用針從貼著膠布的地方把氣球扎破??礆馇驎粫芭椤钡囊宦暠选粫?。
氣球的“皮膚”又脆又薄,如果直接扎破氣球,里面的氣壓沖了出來,氣球會一下子爆裂;可是有膠布抵擋著壓力,讓氣慢慢地泄流,氣球會慢慢地癟下去。
上海世博會上展示了幾款“概念車”,據(jù)說,二十年后,不管是大人還是兒童,不管是健全人還是盲人,人人都能開這種不會出車禍的車,太棒了!