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“水滴石穿”的科学说法

[日期:2014-10-27] 来源:转载  作者: [字体: ]

“水滴石穿”的科学说法

 

“水滴石穿”的意思是说:水不停地滴下来,能把下面的石头滴穿。随着科学技术的迅猛发展,关于“水滴石穿”的说法,已是“百花齐放”了。

磨损说。这是古老而又原始的说法。水从高处滴下来,其冲击的力量是不可小看的。俗话说:只要功夫深,铁杵磨成针。铁杵如此,顽石也一样,一磨一滴,其科学道理是相似的。水滴日复一日、年复一年,持之以恒,完全可以做出常人难以想象的事来。古人曰:“水非石之钻,渐靡使之然也。”这里的“靡”,即磨损的意思。

空泡说。 水滴从空中落下来,受到内聚力、分子吸引力、摩擦力和空气动力等多种力量的综合作用,形状会发生许多变化,最后成为倒扣的碗形。水滴着地时,犹如一只倒扣的“小碗”扒在地上,“小碗”内的空气就成了一个空泡,空泡被挤压破碎,产生很大的爆发力,使石块受到巨大冲击。用每秒1500张图像的高速摄影可以清晰地看到水滴着地时的情景,由于水滴中心附近的一些局部流速相当高,流速高的地方压力变低,这里也会产生空泡。与此同时,水滴中还存在局部的高压区。由于那里压力大,使得空泡无法存在而爆裂,其高压有时可高达10万个大气压。在这种超高压的作用下,水滴石穿也就不足为怪了。

溶解说。由于空气中含有003%的二氧化碳,二氧化碳易溶于水而生成碳酸,所以水滴实际上是具有弱酸性的碳酸溶液。当这种水滴落到石灰石、大理石这一类石块上时,碳酸就会与石块中的主要成分碳酸钙发生化学反应,生成可溶性碳酸氢钙,使石块局部缓慢溶解并流失。在石灰岩地质地貌地带,有许多景色绚丽的溶洞,就是由流水雕琢出来的。可溶性碳酸氢钙在受热或压力骤然变小时,又会发生分解,生成碳酸钙重新沉积下来,形成钟乳石、石笋和石柱,使溶洞的景色锦上添花。

酸雨说。化石燃料(煤炭、石油、天然气等)燃烧时产生许多硫氧化合物和氮氧化合物,它们在大气中飘逸,成为水蒸气凝聚的中心,在适宜的气候条件下形成酸雨(包括酸雪、酸雾、酸露等所有酸性降雨形式)降落下来。酸雨的酸性很强,pH小于56,所以有很强的腐蚀性,别说石块,就是钢铁也要被它“咬”得千疮百孔。在酸雨的腐蚀作用下,再坚硬的岩石也得“低头”,乖乖地任其剥落侵蚀。

可见,“水滴石穿”现象的后面有着丰富的科学知识,这同时也告诉人们,只要有恒心,不断努力,任何事情都能办好,天大的困难都能克服并取得成功。
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