一旦衛星的溫控裝置因意外事故而失靈,那將給衛星帶來災難性後果。1973年5月,美國的“天空實驗室”發射63秒後,它的軌道工作艙外塗有隔熱層的“微流星防護罩”,因提前打開而損壞,結果使艙內溫度劇升55℃,儀器無法工作。最後,美國宇航局隻好再趕製一幅“遮陽篷”和一頂“遮陽傘”,並派宇航員送上太空安裝,這樣才治好了“天空實驗室”的“冷熱病”。
蹈火舞者為何不怕火
蹈火舞盛行於古代波斯,後來流行於巴爾幹半島的保加利亞等地。今天,太平洋斐濟群島、南美洲的蘇裏南及印度和非洲的一些部落,在月夜還舉行這種特殊的舞會。
夜幕降臨時,村旁的篝火成為一堆赤色的炭火,吐露著最後一點餘焰。這時,人們把炭火向四周耙開,珍珠般的炭粒平整而厚實地鋪在地麵上。當火焰“地毯”上零星的火舌完全消失,隻有炭粒在黑暗中閃爍赤色光芒時,樂隊奏起悅耳的音樂。火焰地毯周圍的人們跟著樂曲的節拍鼓掌,一群男女舞蹈者赤著腳奔向火焰地毯,在炭火上手舞足蹈,嘴裏還愉快地吆喝著。
蹈火舞者赤腳踏在炭火上,腳掌的皮膚為什麼不會被灼傷呢?我們之所以會有這樣的疑問,是由於一個不正確的概念在作怪:人體一接觸赤熱的物體,皮膚的溫度馬上會升高到和所接觸的物體一樣高。事實並非如此,有人利用熱傳導公式計算,並假定炭燒到600℃,炭的熱活動量是100個單位,皮膚的熱活動量是1500個單位,人的體溫為37℃,計算出腳掌皮膚的溫度僅升高了35℃,也就是說,腳掌皮膚的溫度總共為37℃+35℃=72℃。這個溫度與赤熱炭火的溫度(600℃)相比顯然是微不足道的。
當然,腳掌皮膚溫度升高35℃也是不好受的,腳底的皮膚還可能產生灼傷,出現紅腫現象。蹈火舞者一般不受傷是因為他們訓練有素。首先,舞蹈者經過長期鍛煉,腳掌上有一層厚厚的老繭皮,跳舞時好像穿了一雙薄底鞋,保護著腳掌不被灼傷。其次,事先作了充分的準備,舞池中的木炭要被敲碎成豆粒那樣大小,細小疏鬆的木炭可以減少熱活動量,使腳掌溫度的升高不太厲害。當然,還要十分注意不使木炭中夾雜一些熱活動量大的物體,如石塊、鐵釘等,以免灼傷腳掌皮膚。
地球的“體溫計”
在1億年前,地球上的溫度是多少?可沒有那時候的任何氣象資料,何以知道地球上的溫度?但這個問題又十分重要,因為地球上的年平均溫度會影響到地球上一切生物的發展。
解決這個難題的是美國化學家比奇萊森和尤裏,他們是從研究同位素著手的。我們知道自然界的許多元素都有若幹個同位素,這些同位素的化學性質一樣,但是原子量稍有差異。例如,氧氣由兩種同位氧16和氧18混合而成,氧16是最常見的氧,它占了氧氣成分的絕大部分,氧18很稀少。這兩種同位素與其他元素發生氧化反應生成化合物時,它們各自在化合物中的比率會隨溫度的變化而不同。比奇萊森和尤裏深入研究了這種現象,提出隻要把生物化石中的氧16和氧18的比率測出來,就可以知道那種生物活著的時候,地球上的溫度是多少。
用他們發明的這種“體溫計”對地球曆史上不同發展階段的溫度進行測量,結果得到在1億年前地球海洋的平均溫度為21℃左右;1000萬年之後(距今9000萬年),它緩慢下降到16℃;再過1000萬年(距今8000萬年),海洋的平均溫度再上升到21℃;此後,海洋溫度又逐步下降,在3000萬年前約為7℃,到2000萬年竟下降到6℃。地球溫度的這些變化,足以造成恐龍滅絕以及哺乳動物大量出現。
“記憶”合金
70年代,世界材料科學中出現了一種具有“記憶”形狀能力的合金。例如,一根螺旋狀高溫合金,經高溫退火後,它的形狀處於螺旋狀態。在室溫下,即使花很大力氣把它強行拉直,但隻要把它加熱到一定的“變態溫度”時,這根合金仿佛記起了什麼似的,立即恢複到它原來的螺旋形態。這是怎麼回事?難道合金也具有人那樣的記憶力?
不!這隻是利用某些合金在固態時其晶體結構隨溫度發生變化的規律而已。例如,鎳-鈦合金在40℃以上和40℃以下的晶體結構是不同的,當溫度在40℃上下變化時,合金就會收縮或膨脹,使形態發生變化。這裏,40℃就是鎳-鈦合金的“變態溫度”。各種合金都有自己的變態溫度。上述那種高溫合金的變態溫度很高。在高溫時它被做成螺旋狀是處於穩定狀態。在室溫下把它強行拉直時,它卻處於不穩定狀態,因此,隻要把它加熱到變態溫度,它就立即恢複到原來處於穩定狀態的螺旋形狀了。