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月亮的成因
問:月亮是地球的好朋友,它是怎么形成的?
答:月球是怎樣形成的,一向是科學界所爭論的問題。目前有三個假說:1.地球分裂說,2.地球俘獲說,3.共同形成說。
地球分裂說認為,在太陽系形成的初期,地球和月球原是一個整體,那時地球還處于熔融狀態,自轉極快。由于太陽對地球強大潮汐力作用,在地球赤道附近形成一串細長的膨脹體,最終分裂而形成月球。在19世紀末,喬治·達爾文在研究了地月系統的潮汐演化后認為,月球是從地球分離出去而形成的,并提出太平洋盆地就是月球脫離地球時所造成的一個巨大遺跡。在此期間,支持分裂說的人已經知道太平洋地區地殼缺失硅鋁層,由于形成月球的物質分離出去,使得該地區地殼的硅鎂層暴露出來,所以他們推測月球從地球上分離出去的具體位置是在太平洋地區。
地球俘獲說認為,月球可能是在地球軌道附近運行的一顆繞太陽運行的小行星,后來被地球所俘獲而成為地球的衛星。支持俘獲說的人認為,由于月球的平均密度只有每立方厘米為3.34克,與隕星、小行星的平均密度十分接近。因此,很有可能月球原是一顆小行星,在圍繞太陽運行中,由于接近地球,地球的引力使它脫離原來的軌道而被地球所俘獲。他們認為,月球的運動軌道顯著地偏離地球赤道面,而比較接近各行星繞太陽運行的公轉平面,因此,月球是給地球俘獲的可能性較大。
共同形成說的研究者則認為,地球和月球是由同一塊原始行星塵埃云所形成。它們的平均密度和化學成分不同,是由于原始星云中的金屬粒子在形成行星之前早已凝聚。在形成地球時,一開始以鐵為主要成分,并以鐵作為核心。而月球則是在地球形成后,由殘余在地球周圍的非金屬物質凝聚而成。
羅布泊之迷
問:羅布泊真的存在過嗎?為什么會消失呢?
答:新疆若羌縣境東北部的羅布泊,海拔780米,面積大約占3000平方千米,地處塔里木盆地東部的古絲綢之路要塞。
羅布泊在古代是西域最著名的大湖,煙波浩淼,魚肥蝦美,由于人類活動的影響和自然生態環境的惡化,到1972年,羅布泊最終干涸了。不過現在的羅布泊也并非完全是一片不毛之地,這里有胡楊、羅布麻、甘草生長,還有野駱駝、馬鹿、野豬等動物。
兩千多年來,不少中外探險家到羅布泊考察過。意大利商人馬可波羅,俄國探險家普爾熱瓦爾斯基、瑞典地理學家斯文赫定、美國人哥丁頓、英國人斯坦因、日本人桔瑞超和法國人邦瓦洛等,都考察過羅布泊,并留下精彩的描寫。1930~1934年,我國科學工作者黃文弼,赴羅布泊實地考察,還實測了地圖。1959年,1980~1981年中國科學院組織過規模的羅布泊考察,其間1980年5~7月彭加木同志為尋找水源,在庫木庫都克地區遇難。
這里,曾經是一個人口眾多,頗具規模的古代樓蘭王國。如今,從衛星像片上反映出來的羅布泊是一圈一圈的鹽殼組成的荒漠!是活生生的湖泊消亡的實例。它警告人們在西部生態脆弱地帶進行開發必須以保護生態環境為首要目標。
太陽上發生核聚變不需要氧氣
問:氧氣是助燃劑,太陽上發生核聚變需要氧氣參與嗎?
答:不需要。氧氣為無色無臭氣體,是助燃氣體,常用于切割、焊接金屬和冶金,還用于制造醫藥、染料、炸藥等。太陽上發生的是氫-氚聚變反應,原理和氫彈爆炸是一樣的,它需要上億攝氏度的高溫。氘和氚都是氫的同位素。在一定條件下,它們的原子核可以互相碰撞而聚合成一種較重的原子核——氦核,同時把核中貯存的巨大能量(核能)釋放出來。1個氘原子核和1個氚原子核結合成1個氦原子核時能放出1780萬電子伏特的能量。據計算,1公斤氘燃料,至少可以抵得上4公斤鈾燃料或l萬噸優質煤燃料。普通核電站是通過核裂變——鈾或钚通過原子核的分裂,變為較輕的原子核,放出能量,也不要氧氣參與。因此,太陽上發生核聚變,不要氧氣參與,放出的能量比核裂變更多。目前科學家正在試驗可控核聚變反應,一旦成功,世界能源問題將徹底解決。
干電池的原理
問:日常生活中,干電池的用處很大,隨身聽、半導體收音機、電筒里面都需要。請問干電池的內部結構是怎么樣的?它的工作原理是什么?廢舊電池對人體有危害嗎?
答:手電筒中的干電池一般是普通的鋅-錳干電池,它的結構和反應原理如下:
負極(鋅筒):
Zn-2e-=Zn2+
正極(碳棒):
2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3↑+H20
總反應:
Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3↑+H20
電池的外殼是金屬鋅,作負極,中心碳棒(石墨)是正極,碳棒周圍由一層紙質包裹的黑色物質,這是石墨粉和二氧化錳的混合物,紙質和鋅殼之間填滿了糊狀白色電解液,其成分是氯化銨、氯化鋅和淀粉糊。
干電池放電主要是通過鋅筒上失去電子,而被氧化成Zn2+而進入電解質溶液中,電解質溶液中的NH4+獲得電子被還原成NH3,從而使燈泡在電子轉移的過程中獲得電能而發光。
廢舊電池的危害非常的大。資料表明,一枚指甲蓋大小的廢舊紐扣電池,能污染60萬升水;一節1號電池爛在地里,可使1m2的土地草木不生。在我國,廢電池造成的環境問題一直沒有引起足夠的重視。廢電池的環境管理基本處于空白,人們回收利用的意識薄弱,處理技術的研究開發也幾乎為零,每年報廢的上百億只電池大部分“一扔了之”,對生態環境構成了嚴重威脅。干電池一般都含有汞、鉛、鎘、鋅、錳等對人體、對環境有毒有害物質。鉛中毒會引起神經系統病、痛風、反應遲鈍、腎衰、甚至死亡。鉛對兒童的危害更嚴重,它會影響兒童智力發育,損傷認知功能、神經行為和學習記憶等腦功能,嚴重者造成癡呆。孕婦鉛中毒可導致胎兒流產、死胎和胎兒致畸等。