壓縮空氣的應(yīng)用

趙秀榮

魚缸中的小金魚吐出的小氣泡,在升至水面的過程中,它的體積會逐漸變大,這是什么原因呢?原來這里面包含了一個物理原理。

在溫度不變時,一定質(zhì)量的氣體,壓強(qiáng)越大,體積越小;壓強(qiáng)越小,體積越大。壓縮空氣就是上述原理在現(xiàn)實(shí)生活及科學(xué)技術(shù)上的應(yīng)用。

所謂壓縮空氣,就是把許多空氣壓進(jìn)容器中而成,可以說壓縮空氣是個“大力士”。例如:向籃球、排球、足球以及各種車胎里充進(jìn)的就是壓縮空氣,充進(jìn)的氣體越多,皮球就越硬,車胎也就越鼓。由于壓縮空氣是個“大力士”,因此充氣時不宜充得過多,否則這個“大力士”就會怒氣沖天,奮力一搏沖破“牢籠”而爭取自由了。

啤酒桶里的啤酒之所以能夠從管子中噴出,靠的就是壓縮空氣的作用。在裝啤酒的鋼筒里,用打氣筒打進(jìn)許多空氣后,這么多的空氣擠在如此狹小的空間里,因而會產(chǎn)生比較大的壓強(qiáng),在強(qiáng)大的壓力作用下,啤酒桶中的啤酒便會從管子里噴射而出。各種噴霧器也是根據(jù)上述原理,利用了壓縮空氣的作用而工作的。

壓縮空氣還可以用來為我們造房子。既然輪胎、皮球里充入足量的空氣后,會變得硬邦邦的、剛強(qiáng)有力。于是人們設(shè)想:若是把氣管做成房架狀的,然后向房架狀的氣管里充入足量的壓縮空氣,不就可以“吹”出一個房屋的框架了嗎?如果再在這種框架上蓋上一層薄膜,這樣“蓋”出的房子即大功告成?！吧w”這種房子不僅省時、省力,而且十分輕便,整個建筑只有幾千克左右,同時造價低廉。并且房子的拆除也十分簡單、方便、易行,只要把氣門輕輕地一拔,放掉里面的壓縮空氣,把薄膜折疊好,一個小孩也可以背走。

用上述方法還可以在短時間內(nèi)建造面積達(dá)500m2以上的大房子,這種建房方式叫做“構(gòu)架式充氣建筑”,它是野外考察和流動工作人員的好住處。

還有一種用柔軟的薄膜塑料,像吹氣泡那樣直接吹出來的大房子,這種“建筑”方式叫做“承接式充氣建筑”。用這種方法建造的大型體育場建筑面積可達(dá)35000m2,可容納80000名左右的觀眾。

在1866年夏天,美觀的工程師喬治根據(jù)上述原理,制造出了第一臺壓縮空氣制動器,并于1868年10月進(jìn)行了實(shí)驗,制動效果非常好。因此在1871年美國國會通過了一項法案,規(guī)定所有的火車必須安裝壓縮空氣閘。壓縮空氣閘的原理就是,當(dāng)司機(jī)把閘門打開以后,儲存在汽缸里的壓縮空氣便會涌出,有力地推動車閘,使車閘緊緊地抱住車輪,使車輪停止轉(zhuǎn)動,從而達(dá)到剎車的目的。目前在大型汽車上也往往采用這種方法來剎車。

此外在工廠里,利用壓縮空氣能開動空氣錘打鐵,能給萬噸水壓機(jī)加壓;在礦山中,能利用壓縮空氣開動風(fēng)鎬鉆眼,裝炸藥開礦;在軍事上,潛水艇則是利用壓縮空氣控制水艙中的儲水量,來實(shí)現(xiàn)潛水艇的上浮與下沉。

充氣式降落傘現(xiàn)在已比較流行,它可以在空氣中飄行。前不久,科學(xué)家們已開始研究一種“柔翼飛行架”,亦即充氣式飛機(jī)?？茖W(xué)家們設(shè)想把壓縮空氣充進(jìn)用一種柔軟材料制成的飛機(jī)翅膀里,使用這種既輕便又堅硬的機(jī)翼飛起來,一定是既輕巧、靈活,又方便、廉價。此外,近年來出現(xiàn)的氣墊船、空氣軸承等,也都是利用了壓縮空氣。

作者單位:江蘇省連云港市新浦中學(xué)