丁曉慶

(江蘇省南京市金陵中學(xué)西善分校，江蘇 南京 210041)

1 引言

筆者從物理的視角分析新型冠狀病毒與相關(guān)疫情防護(hù)中的知識，并挖掘其在中考物理中可能出現(xiàn)的以新冠疫情為背景的考點(diǎn)。

2 口罩中的物理知識

口罩在新冠肺炎疫情防護(hù)中起到了非常關(guān)鍵的作用，以普通的醫(yī)用外科口罩為例，其主要材料為三層熔噴無紡布。

熔噴布以聚丙烯為主要原料，纖維直徑可以達(dá)到0.5-10微米，這些具有獨(dú)特的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的超細(xì)纖維增加了單位面積纖維的數(shù)量和表面積，從而使熔噴布具有很好的過濾性、屏蔽性、絕熱性和吸油性,可作為過濾材料、隔離材料、吸納材料、口罩材料、保暖材料及擦試布等。

紡粘無紡布是在聚合物已被擠出、拉伸而形成連續(xù)長絲后，用長絲鋪設(shè)成網(wǎng)，纖網(wǎng)再經(jīng)過自身粘合、熱粘合、化學(xué)粘合或機(jī)械加固方法，使纖網(wǎng)變成無紡布。無紡布具有強(qiáng)度高、耐高溫性能好(可在150℃環(huán)境中長期使用)、耐老化、抗紫外線、延伸率高、穩(wěn)定性和透氣性好、耐腐蝕、隔音、防蛀、無毒等特點(diǎn)。

對比上面的資料，新冠肺炎病毒的大小約為80納米，比熔噴布的纖維直徑和孔徑小得多，就算口罩面料有三層，對該病毒的過濾作用其實(shí)很有限！在中考物理中可創(chuàng)設(shè)與口罩相關(guān)的情景，編制長度單位換算的考題。

醫(yī)用外科口罩主要利用熔噴布的靜電吸附作用，因?yàn)閹щ婓w可以吸引輕小物體，人們在佩戴口罩呼吸時，很容易通過靜電吸附作用將新冠肺炎病毒攔截下來。但靜電作用的長期保持需要一個干燥的環(huán)境，所以口罩的外面兩層為具有防水性能的無紡布，可起到保護(hù)靜電吸附作用的目的。由于人們在呼吸過程中會不斷產(chǎn)生水汽，增加了口罩的濕度，所以一次性外科口罩一般在連續(xù)使用4個小時后就需要丟棄。

中考物理中可以針對延長口罩使用時間的問題，編制考試題，如：小明外出取快遞，醫(yī)用外科口罩只戴了20分鐘，他為了以后可以多次使用該口罩，用洗衣液和清水將口罩清洗干凈后掛在陽臺進(jìn)行晾曬，以備繼續(xù)使用。在這一情景中，清洗口罩的過程會使熔噴布的靜電吸附作用消失，所以不能這樣操作。再比如說將使用過的醫(yī)用外科口罩在沸水中燙煮，這一方法也是行不通的。正確的做法是在平時生活中可以將使用時間較短的一次性外科口罩掛在陽臺通風(fēng)處晾曬幾日后繼續(xù)使用，或直接用紫外線殺滅病毒后使用。當(dāng)然，如果佩戴口罩去過醫(yī)院等高危地方后，口罩還是要及時丟棄，不要重復(fù)使用。對于這一類開放性問題，我們可以編制閱讀材料題考查相關(guān)物理知識。

3 N95口罩中的物理原理

防護(hù)效果更好、使用時間更長的口罩要數(shù)N95口罩了，3M的N95口罩上裝有一個呼氣閥(圖1)，這個呼氣閥只有在呼氣時才能打開，吸氣時關(guān)閉，呼吸更為順暢，這種口罩的呼氣閥利用負(fù)壓原理工作，對病毒的防護(hù)是防外不防內(nèi)，所以對于健康者有保護(hù)意義，但如果是病毒攜帶者佩戴，則會隨著每次呼氣對周圍環(huán)境造成污染，無法阻斷病毒的傳播。

圖1

4 利用負(fù)壓原理有效防止隔離病區(qū)的病毒擴(kuò)散

為有效防止隔離病區(qū)的病毒擴(kuò)散、污染醫(yī)院周圍的環(huán)境，在病房的設(shè)計上利用負(fù)壓原理，即利用風(fēng)機(jī)在隔離病區(qū)制造一個低于外界大氣壓的負(fù)壓環(huán)境，這樣在進(jìn)入隔離病區(qū)時，病毒就無法借力從通道口擴(kuò)散出去了。這一利用內(nèi)外壓強(qiáng)差進(jìn)行隔離防護(hù)的方法，普通的病房是無法做到的。

5 疫情防護(hù)中的其他物理知識

另外還有許多物理知識可以應(yīng)用到疫情防護(hù)當(dāng)中。

(1) 紫外線有殺菌消毒的作用。

(2) 醫(yī)用防護(hù)服應(yīng)使用什么樣特性的面料制作效果比較好?

要耐磨、不易破損、氣密性好，否則起不到防護(hù)的作用。

(3) 穿上防護(hù)服后，由于呼吸的原因，在隔離面罩上的水汽會越積越多，會影響到使用者的視線，這些小水滴是如何形成的？又該如何消除它呢？

這一情景可用來考查物態(tài)變化中的液化知識，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用物理知識提出改進(jìn)意見。

(4) 醫(yī)用橡膠手套的內(nèi)外兩面如何區(qū)分？

橡膠手套內(nèi)外兩個面外觀差不多，正反不易區(qū)分，在佩戴時可以從摩擦力的角度去區(qū)分，橡膠手套內(nèi)側(cè)要比外側(cè)要光滑一些，這樣易于佩戴，外側(cè)更粗糙一些，這樣戴上手套后抓握物品時摩擦力會大一些。

6 結(jié)語

以疫情防護(hù)這一事件為素材，我們可以從中挖掘出許多中考物理考點(diǎn)，有長度的單位、物質(zhì)的物理屬性、靜電的吸附作用、紫外線的作用、增大或減小摩擦力的方法、物態(tài)變化、內(nèi)外壓強(qiáng)差等，充分反映生活、物理、社會的互動關(guān)系，讓初中生能夠認(rèn)識到物理的實(shí)用性。