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| 編輯推薦: |
从一团跳动的火焰启程,步入一场穿越160年的经典课堂;科学巨匠法拉第将以这支蜡烛为钥匙,为你点亮浩瀚的科学苍穹,完成一次科学启蒙,培养科学探究精神
编辑推荐:
化学启蒙经典范本,入选中小学生阅读指导目录从一团跳动的火焰开始,完成你的第一次科学启蒙穿越160年的经典课堂,探索蜡烛燃烧的终极奥秘写给科学的好奇心赞歌,培养孩子的科学探究精神
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| 內容簡介: |
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《蜡烛的故事》是英国著名物理学家和化学家法拉第的著作。每年新年,英国皇家学会都会为公众举行科普讲座。1860年,法拉第以六场别开生面的讲座,带领青少年走进了一支蜡烛中隐藏的科学世界,本书即由这六次讲座的讲稿集结而成。蜡烛是怎样做出来的?它燃烧时发生了什么?火焰的结构是怎样的?燃烧生成了哪些物质?……这些看似平常的问题,却蕴含着丰富的科学原理。法拉第以生动有趣的实验和直观的演示,不仅解答了关于蜡烛的种种疑问,更传递出科学探索的思维与方法——引导孩子们从日常生活中发现科学、提出问题,并学会运用科学知识解决实际问题。这本书不仅是一份珍贵的科学启蒙读物,更是一把点燃好奇心和求知欲的金钥匙。
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| 關於作者: |
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法拉第,英国著名物理学家和化学家。1791年,法拉第出生于英国一个穷苦的铁匠家庭,他从小酷爱读书,自学成才,在电磁学及电化学领域做出了许多重要贡献,被称为“电学之父”和“交流电之父”。法拉第尤为重视科学普及,自1825年起在皇家学会持续主办“圣诞讲座”,其中最具影响力的就是《蜡烛的故事》。他善于用通俗生动的语言揭示自然现象背后的科学原理,影响了一代又一代的读者。法拉第一生谦逊朴实,全心致力于科学研究与公众教育,成为科学精神和科学传播的典范。
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| 目錄:
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第一讲 蜡烛:火焰——来源——结构——变化——亮度
第二讲 蜡烛:火焰的亮度——燃烧所需的空气——水的生成
第三讲 产物:燃烧产生的水——水的性质——化合物——氢
第四讲 蜡烛中的氢——燃烧生成水——水的另一个成分——氧
第五讲 空气中的氧气——空气的性质——蜡烛燃烧的其他产物——二氧化碳
第六讲 碳——煤气——人体的呼吸与蜡烛的燃烧——结语
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| 內容試閱:
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为了向各位的到来表示感谢,我打算利用这几次讲座的时间,给大家讲一讲蜡烛的化学史。这个主题我之前讲过,不过,依照我自己的想法,每年讲一次都不为过,因为这个主题十分有趣,为诸多领域的研究提供了丰富的切入点。这些现象当中包含着宇宙运行所遵循的全部法则,研究与蜡烛相关的现象可以为你们打开一扇通往自然科学的大门。因此,我选择继续讲述这个主题,没有什么主题会比这个更好,我相信,我的这个决定不会让你们失望。 在讲座正式开始之前,请允许我先申明一点:尽管这个主题无比重要,尽管我们应该以坦诚、严肃、科学的态度来看待它,但我并不打算以一位前辈的口吻来讲述,而是希望能够以一名青少年的口吻向自己的同伴讲述。我在之前的讲座中就是这么做的,如果你们没有意见的话,这一次,我依然会采用这种方式。我很清楚,自己接下来将要讲述的内容是面向广大听众的,但这并不妨碍我选择用这种方式向在座的各位讲述。
现在,孩子们,我首先要给你们讲一讲蜡烛是用什么材料做成的,有些蜡烛的制作材料很稀奇。我这里有几块木头和几根树枝,它们都非常易于燃烧。你们看,这种奇特的材料出产自爱尔兰的泥炭沼泽地带,名叫“蜡烛木”。蜡烛木坚硬、结实,是一种上好的木材,非常适合用作承重材料。此外,它还有着极佳的燃烧性能,当地人会将它劈成小块,制成火把,因为它可以像蜡烛一样燃烧,发出明亮的光。这块木头可以为我们完美地闹释蜡烛燃烧的一般原理。燃料、使燃料发生化学反应的方法,以及持续稳定的空气供给——满足这三个条件,它就可以发光发热了。可以说,这样一小块木头就是一支天然的蜡烛。
我们重点还是要讲一讲作为商品售卖的蜡烛。这是几支人们常说的“浸制蜡烛”,制作时需要将一段棉芯打个结吊起来,浸在熔化的动物油脂中,待取出冷却后再次浸入,直至棉芯四周裹满油脂。为了让你们对这种蜡烛的特性有所了解,我想请你们看一看我手中的这些蜡烛,它们个头儿很小,样子看上去有些奇怪,是以前的煤矿工人在矿井里使用的。过去,矿工们需要自备蜡烛,当时的人们认为,蜡烛越小,越不容易把矿井里的瓦斯点燃,因此,出于安全和经济角度的考虑,矿工们会使用这种20支、30支、40 支或 60 支一磅的蜡烛。后来,这种蜡烛渐渐被戴维灯①等各种安全灯所取代。我手里的这支蜡烛据说是帕斯利上校从“皇家乔治号”②上找到的,它已经在海里沉没多年,一直受到海水的侵蚀。这就体现出蜡烛多么经久耐用,尽管它已经严重开裂破损,但点燃后依然能够正常燃烧,而且油脂一旦熔化,便能够恢复原状。
来自伦敦兰贝斯区的菲尔德先生为我提供了许多精美的蜡烛以及原料样品的精美图片,现在,我就给你们一一介绍一下。
第一种是用来制作浸制蜡烛的牛脂,也就是牛的脂肪,应该是俄罗斯牛脂。法国化学家盖-吕萨克或者其他人用他提出的方法将牛脂转化成旁边这种美妙的物质——硬脂。大家都知道,现在的蜡烛不像一般的牛脂蜡烛那样油腻,已经变得非常干净,就算把蜡油刮下来磨碎,也几乎不会留下任何油污。盖-吕萨克采用的制作方法是这样的:首先,将牛脂或其他脂肪与生石灰一同煮沸,制成肥皂,加入硫酸将肥皂分解,去除其中的石灰,使脂肪转化为硬脂酸,同时产生一定量的甘油——一种类似糖的物质,这一化学反应将牛脂转化成了甘油;其次,将里面的油脂压榨出来,你们可以看一下这些经过压榨的饼块,随着压力的不断增大,杂质就会连同油脂一起被分离出来;最后,将剩余物质熔化,就可以浇制成这样的蜡烛了。我手里的这支就是按照上述方法用牛脂制成的硬脂蜡烛。大家再看,这一支是鲸油蜡烛,是用抹香鲸的鲸油制成的。这些是黄蜂蜡和精制蜂蜡,它们也可以用来制作蜡烛。这种奇特的物质叫作石蜡,这些就是用产自爱尔兰泥炭沼泽地带的石蜡制成的石蜡蜡烛。我这里还有一种从遥远的日本带回来的蜡,是一位好心的朋友送给我的,这是一种用来制作蜡烛的新原料。
这些蜡烛是如何制作的呢?我刚才讲了浸制蜡烛的制作方法,下面就给你们讲一讲浇制蜡烛是如何制作的。我们先关注一下用可以浇制的材料制成的蜡烛。“浇制,”你们可能会说,“这有什么不可以的?蜡烛是一种可以熔化的东西,只要是可以熔化的东西,肯定就可以浇制成形。”其实,事实并非如此。生产的过程充满未知,在探索达成目标的最佳方法时,我们经常会遇到一些难以预料的情况。事实上,并非所有的蜡烛都可以浇制成形,纯蜡的蜡烛就无法浇制,需要使用特殊工艺制作,我可以用一两分钟的时间为你们讲解一下,但不能在这上面花费过多时间。蜡易于燃烧,易于熔化,所以无法浇制。现在,我们先来看一看可以用于浇制的材料。这个架子上装有许多模具,我们首先要做的就是将烛芯穿进模具。这是一根不需要剪烛花的编制烛芯①,里面有细铁丝支撑。我们需要用小钉子将烛芯固定在模具底部,这种小钉子既能够将烛芯紧紧钉住,又能够堵住小孔,防止液体流出。模具的上端有一根横置的小棍,可以用来拴住烛芯,将其固定在模具中。接下来,我们就该将牛脂熔化,注入模具了。过一段时间,待模具冷却下来后,我们需要将多余的牛脂从一端倒出并清理干净,将烛芯的尾部剪去。现在,留在模具里的就是成形的蜡烛了,我们只需要把它们再像这样倒过来,它们就可以滑落出来,因为蜡烛是圆锥形的,上面细,下面粗,再加上冷却过程中一定程度的收缩,所以我们只要轻轻晃一晃就可以把它们倒出来了。硬脂蜡烛和石蜡蜡烛都是用这种方法制作的。纯蜡蜡烛的制作方法则非常有趣。首先,像这样把一根根棉芯拴在架子上,用金属箍裹住棉芯尾部,避免沾上蜡。下面,将这套装置移至熔蜡的加热器中。你们看,这种架子是可以转动的,随着它的转动,一名工人会拎着一桶蜡,将蜡倒进第一个模具,然后是第二个、第三个……倒完一圈后,待模具里的蜡冷却下来,他就会往模具里倒第二层蜡,就这样一层一层地挨个儿倒下去,直到所有蜡烛都达到所需的尺寸为止。之后,工人就会将蜡烛取出,移至别处。菲尔德先生为我提供了几个这种蜡烛的样品。这只是一个半成品,工人们将蜡烛取出后,还要把它们放到一块平滑石板上仔细打磨,用特定形状的管套对圆锥顶部进行塑形,并将底部切平。他们的手艺非常精湛,可以用这种方法精准地制作出4支、6 支一磅或任意规格的蜡烛。
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