水的密度

2021-02-24 相似病友幫

歷史上有很多古怪的科學家,但也許亨利·卡文迪許是其中最古怪的一個,他和女傭人只能通過紙條交流,他還修建了私人樓梯與入口以避免和管家接觸,某些人相信他有自閉症,但幾乎每個人都承認他是個科學天才。最為人熟知的事情是,他是第一個認識到氫氣是一種獨特物質的人,並且還確認了它是誰的組成物。

在18世紀,大多數人認為水是一種元素。但卡文迪許觀察到氫,他把氫叫做「易燃空氣」會和氧發生反應,氫那時有個很酷的名字叫「脫燃素氣」,然後生成水。卡文迪許也許沒有完全理解他的發現,部分原因是因為他不相信化學成分,以及他把試驗中的氫叫做「燃素」。然而,他的實驗是開創性的,比如測量重力以及比較氫和其他氣體的密度來參考普通空氣。當你知道他的成就後,更令人印象深刻的是他用的儀器有多麼粗糙,舉個例子,下面就是他製造氫氣的儀器。


他接著還弄清了大氣成分以及地球的密度,他非常的靦腆,以至於別人只好在他不知情的情況下畫他的肖像。雖然他做實驗做了幾十年,但卡文迪許只發表了20多篇論文,在他死後,研究人員發現,卡文迪許實際上已經預先發現了裡氏定律、歐姆定律、庫侖定律,還有其他幾個定律。一堆嚇人的定律,如果那時他出了名,我們現在可能要學卡文迪許第8定律。

把冰投入水,它會浮在水面上,這很平常我們都見過,但其他所有物質在固體時,密度都比液體大,就像氣體的密度遠遠小於液體一樣。水的簡單特性是:固態時會浮在液體上,這是為啥這個星球上有生命的其中一個原因。

為什麼固體水比液體水的密度要低?而所有其他物質都是相反的?這裡就要再次感謝氫鍵,在0°時,水分子開始凝固,水分子的氫鍵形成了結晶結構,水分子之間的縫隙變得更大了,使得固態水的密度小於液態水。

幾乎在所有情況下,冰浮在水上都是件好事。如果冰的密度比水大,那麼結冰就會下沉,那會嚴重破壞水生生態系統,也就是生命最早出現的地方,而且北極的冰會下沉,而其他地方的水會上升,土地會被全淹沒掉。


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