科技之窗（第五十六期）

第四章物质与能量

6.水真的知道答案吗？

近些年，一段关于水能辩别美丑的奇迹在网络上广为流传，说一杯普通的水面对“谢谢”等美好词语时，会结晶成漂亮的门角形；面对“混蛋”等不好的词语时，则无法结晶或结晶成难看的形状。这段故事最初来源于一本日本图书《水知道答案》，不少人信以为真。难道水真能听懂人的语言，区分真假善恶吗？

事实上，水结晶成什么开关只与温度和温度有关。在-5℃至-10℃之间，晶体容易形成柱状或针状结构；而在-15℃左右，水会倾向于结成片状雪花，雪花的复杂程度还与温度有关。温度越小，雪花形状越简单。随着温度升高，结晶会融化，这里通过显微镜可以观察到被破坏了的结晶。《水知道答案》的作者把水结晶的条件偷换为听到消息的好坏来迷惑大众，是打着科学幌子的伪科学。

7.为什么不能随意丢弃废电池？

由于各种微型电器的广泛使用，电池已成为人们不可或缺的电源。那么，你知道为什么不能随意丢弃使用过的电池吗？

对于可充电的镉镍电池，其中的金属锌非常活泼，会溶解在酸性或碱性溶液中，并产生氢气。当电池不用时，由于氢气的产生会导致电池膨胀，乃至爆破。为防止这种现象发生，通常在锌电极上覆盖一层汞，而汞蒸气有剧毒，会引发口腔炎、肌肉震颤和精神失常。另外，当汞被微生物作用还会变成更毒的甲基汞而危害人体健康。

电池中还有锰和其他化合物，一旦转化为溶于水的物质，也会污染土壤和水域，危害人体健康。因此，废旧电池千万不能乱扔，应按垃圾桶标识，分类投放，回收处理。

8.厂房里的粉尘为什么会突然爆炸？

说起爆炸，大家可能想到的是炸弹引爆产生的轰天巨响。其实，空气中悬浮的粉尘也可能具有同样的威力。

粉尘有可燃与不可燃之分，泥土和水泥属于不可燃粉尘，不会发生爆炸。厂房里的粉尘大多属于可燃粉尘，如煤炭、金属（镁粉、铝粉）、林产品（纸粉、木粉）、粮食（面粉、淀粉）和农副产品（棉花、烟草）等。

粉尘爆炸需要满足三个条件：一是悬浮在空气中的可燃粉尘达到一定的浓度，形成人们常说的粉尘云；二是有充足的空气和氧化剂；三是遇到火源或者强烈振动与摩擦。

粉尘爆炸威力巨大，往往超出我们的想象，有时强大的气流还会把沉积在地面或设备上的积尘扬起，引发第二次爆炸，甚至产生有毒气体，造成严重的生命、财产损失。因此，在生产过程中要注意防止可燃性粉尘云的形成。

9.如何判断一件古生物化石的年代？

在考古中，科学家常用碳-14年代测定法来确定古生物化石的年代。碳-14是一种放射性同位素，会随时间发生衰变。生物活着的时候，由于需要呼吸，在太空宇宙射线照射下，氮-14会形成碳-14，生物体内的碳-14含量在碳循环中始终保持一个恒定值。当生物死亡后，呼吸停止，就无法参与碳循环，体内碳-14的含量因衰变而减少。因此，可根据衰变速度，通过测量样品中碳-14的含量推算出古生物的年代。

10.我们的身体为什么离不开微量元素？

在人体里含量不足0.01%的元素统称微量元素。人体必需的微量元素有18种，即铁、铜、锌、钴、锰、铬、硒、碘、镍、氟、钼、钒、锡、硅、锶、硼、铷和砷。它们在身体里含量虽然极少，却维持着人体的新陈代谢，对人的生理、智力和情绪方面起着非常重要的作用。例如，缺碘可引起甲状腺肿大、儿童智力低下、聋哑、侏儒症等。在抗病、防癌、延年益寿等方面，微量元素的重要作用就更不能小觑了。

11.世界上的物质是由什么构成的？

人类对物质的构成认识是在不断深入发展的。物质的形态多种多样，从保持物质化学特性的方面来看，物质是由分子构成，而分子是由原子构成，原子是保持物质化学特性的最小微粒。原子是由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成，质子和中子都是由夸克组成，至于夸克的结构还需进一步探究。不仅如此，人们还发现了重子、介子等四百多种粒子。随着人类对物质奥秘的不断探索，也许还会有更多的发现。