快到八点了,安安非要跟仲小宝视频聊天,结果没听到这节课的开头部分,有点恼火。比较正式课程,我还是蛮喜欢庞老师对科学课程的拓展与延伸的。可能是自己懒吧,听这部分内容的时候,感觉既放松又愉悦。
今天我们观察冷凝现象。准备50摄氏度以上的水,倒进透明的玻璃杯或者塑料杯,达到杯身的三分之二高度,再取另外一只杯子倒扣在装水的杯子上(这点比较关键,因为我们要制造一个相对密闭的空间)。接下来观察,我们很快就发现,倒扣着的那只杯子的杯壁被水雾笼罩,几乎看不清杯子内部的情形,就像秋冬季节的晨雾,能见度很低。很快,那些水雾凝结成肉眼可见的小水滴,水滴渐渐增大,并且开始沿着杯壁往下流。
庞老师让我们说说观察到了什么?用规范的语言来描述、并尝试着解释一下这个现象。接着做第二个实验,前面的步骤与上一个实验相同,不同之处在于取一块冰放在倒扣着的杯子顶部,继续观察。事实上,这个实验应该与第一个同时进行,这样才能比较当某一项条件发生改变时实验结果的变化。或者用计时器来记录一下再做比较。发现我还差实验器材,比如计时器,放大镜,耐摔的塑料杯。
通过实验我们发现,冷凝现象发生在水温比室温高的情况下,并且需要一个相对封闭的空间,否则水蒸气散失到空气当中,无法凝结成水滴。另外一点就是当温差越大时,冷凝的速度越快。这也是我们可以在晴朗的、早晚温差大的秋冬季节的早晨看到露珠的原因。生活中冷凝现象很常见,比如戴口罩的同时戴眼镜,很容易起雾看不清;冬天开车开空调的时候,车窗玻璃上雾气。夏天从开空调的车里出来,墨镜上会很快起雾并迅速消失,说明蒸发与冷凝总是同时发生。当蒸发与冷凝的速度一致时,这个温度下的状态就叫做“饱和水蒸气”。
大概半年前吧,安安还跟我探讨过关于冷凝的问题,只不过当时不知道这就是冷凝现象。一大早送安安去上学,发现电动车坐垫上薄薄一层露水。安安奇怪的问:妈妈,谁将水泼到我们家车上的?我查阅了资料后告诉安安:秋冬季节,因为早晚温差比较大,尤其是白天晴朗️的夜晚,就会在室外的花草树木上形成露水。你看我们家电动车放在外面,所以就会有露水在上面啦。古人也发现了这个自然现象,还写了一首关于露珠的诗呢,妈妈读给你听听:一道残阳铺水中,半江瑟瑟半江红,可怜九月初三夜,露似珍珠月似弓。当时仅仅知道这么一个结果,至于为什么就不知道了,今天我们可以通过实验来亲眼见到这个现象,真令人激动!
再说说我们做实验的时候为何要制造一个相对封闭的环境,一是方便观察,能够很直观的看到冷凝的过程;二是一杯温水产生的水蒸气毕竟是有限的。庞老师让我们想象一下,实际上水分子在杯壁上凝聚成水滴的过程类似于水分子“啪啪”打在杯壁上,其实是很有力道的,这也是瓦特发明蒸汽机并广泛应用的基本原理。单位面积上击打的水蒸气分子越多,压强越大,没有面积就没有压强。因此计量单位分为基本单位和导出单位,可以直接通过测量得到数据的叫基本单位,如长度单位米、质量单位千克等;导出单位通过两个或两个以上的数据计算获得,如压强、密度等。
康德对希腊神庙门口的铭文“认识你自己”的细化分解特别有意思:“我们可以知道什么(人类认识到自身的局限性)?我们可以做什么(做事的边界在哪里?所谓科学的伦理)?我们可以期待什么(人类需要信仰,否则要么狂妄,要么了无生趣)?
在自然状态下,能量总是处于不断散失的状态。一杯水放在那里,总有一天会蒸发殆尽。负墒并非一个危言耸听的概念,而是世界的本来面目。而好消息就是我们可以通过“做功”来补充能量,比如我们每天摄入大量营养物质来维持人体的正常运转。即使我们在某一天老去、消亡,也没什么可怕的。物质不灭,能量守恒,我们只是换一种形态存在,就像海水被耀眼的阳光蒸发,最终变成雨水洒落大地一样。身边的一棵树,一只蚂蚁,一头牛身上也许就有我们祖先的组成部分。自从看过纪录片《神奇的腐烂科学》,对死亡这件事就不再感觉恐怖了。信仰与科学让人能够真切地感受到生命的美好,活得从容,活得尊严。
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