钢铁轮船为何能浮于水面?液罐汽车为何不能装满?西瓜冰过更甜?

文 / 微知科普
2020-11-24 09:04
现代的大轮船都是用钢铁制造的,相同体积下,钢比水重7倍多,而且船里所载的货物,如机器、建筑器材等也都比水重得多,为什么它还能漂浮在水面上呢?原来,浸在液体里的物体,要受到向上的浮力,其大小等于物体排开液体的重量。钢的比重大,实心的钢块在水中会沉下去。我们可以做个小实验:把一张薄薄的铁片放在水里,它很快就沉下去了。如果把这张铁片做成一个盒子,重量没有改变,它却能浮在水上。

这是因为铁盒子的体积比铁片大得多,排开水的重量也大得多,所得浮力也大多了。只要浮力大于铁盒重量,铁盒就不会沉下去,而且浮力会随着物体浸没在水里部分的体积增大而增大。在制造大轮船时,其内部是空心的,所以排开水的体积就大大增加了,因此钢铁造的大轮船能浮在水面上。

液罐汽车一般被用来运输一些容易燃烧和挥发的液体,如汽油、柴油等,罐内必须留有一定空間,目的是防止液体受热膨胀,避免罐体受到过大的内应力而破裂。而罐内留有空隙后,车辆在行使中产生的跳动和机械振动,会引起液体的晃动,对罐内壁产生冲击力。如果罐体是圆柱形的,振动所产生的冲击波就会沿罐体的圆周方向均衡地分散到罐壁上,不会造成内应力过于集中而使罐体破裂。

西瓜作为消暑利器是人们喜爱的一种水果。很多人吃西瓜前,喜欢先将西瓜放在冰箱或是冷水里冰一下再吃,因为冰镇后的西瓜尝起来更甜。你知道这是什么原因吗?原因就来自于西瓜中含有的果糖。果糖主要存在于蜂蜜、水果中,在所有的糖中,它是最甜的一种,口味和甜度比传统糖更优秀。但是果糖的甜度受温度的影响很大。

在日常生活中,我们可以发现,同一种水果饮料,加冰后比在常温状态下喝起来更甜。在低温时,果糖的甜度高;在室温或温度升高后,其甜度有所降低;但再次冷却后,甜度又会增高。西瓜中的糖以果糖为主,受此影响同样在冰过之后更甜。出现这种情况是因为果糖有两种分子结构:α型和β型,前者甜度仅为后者的33%,因此β型比α型的甜度更高。低温状态下,两者的平衡向β型果糖方向移动,所以此时甜度增大。