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第35章 火车的响声

一般情况下,随外界温度的变化,物体会产生热胀冷缩现象,温度升高,体积就增大;温度降低,体积就缩小。

延伸至远方的铁轨铁路专家研究发现,钢轨温度每升降1℃,每1米钢轨就会伸缩0.0118毫米。在中国,冬夏之季南北温差很大,由一根根钢轨拼接成的轨道如果没有预留缝隙,受逮种热胀冷缩的作用就会发生胀轨和断轨现象,对行车安全非常不利。所以,钢轨之间都预留了缝隙,中国铁路的铁轨接头之间的缝隙在18毫米之内。

热胀冷缩就是物体受热时会膨胀,遇冷时会收缩。这是由于物体内的粒子运动会随温度改变,当温度上升时,粒子的振动幅度加快,令物体膨胀;但当温度下降时,粒子的振动幅度便会减慢下来,使物体收缩。

热胀冷缩是一般物体的特性,但水(0℃~4℃)、锑、铋、镓和青铜等物质,受热时收缩,遇冷时会膨胀,恰与一般物体特性相反。

温度计就是利用热胀冷缩最简单的例子。因为水银的膨胀系数比较大,变化较明显。人们就把水银或酒精,导入密封的玻璃管,用来测量温度。

用钉子在铁盒钉一个孔,要使这个孔刚好能让钉子自由进出。然后用镊子夹住钉子,将钉子在火炉上加热,再试着往盒子上的那个孔里插。你会看到:加热过的钉子插不进那个孔里。

这是因为,固体受热要膨胀,固体中分子运动的速度加快,分子向四周扩散开,因此所占的空间也大了。

为什么人行道的地砖每块之间还留有空缝?为什么有的门在夏天很紧,开关不方便?现在你该明白这些道理了吧。

双层玻璃窗的妙用

火车车厢的玻璃窗是两层的,如果只有一层玻璃窗,这层玻璃不能分隔车厢内外的冷、热空气,车厢内的温度会与外面的差不多,起不到车内空调控温的作用。寒冷季节,车厢内空气里多余的水汽还会在玻璃上凝成霜露,影响玻璃的透明性。

火车的两层玻璃窗装了两层玻璃,就多了一个隔层——空气,不但隔音,更增加车窗分隔车内外冷热空气的能力。空气不易传热,用空气来做隔层。

在铁路运输初创时期,是没有火车票的,那时使用的是“旅客路运单”。“运单”上写有旅客姓名、座号、起始站名、付款数等等。后来,简化为凭收据乘车,取消了旅客姓名,加填站长签章。但是,随着乘坐火车的旅客越来越多,售票的矛盾就显露出来。

1836年,英国人托马斯·埃多蒙桑在米尔顿车站任站长期间,设计了一种卡片式车票,这就是世界著名的“埃多蒙桑”式车票。之后,他又设计出便于发售车票的架子、印票机及带日期的盖印机。

1839年7月30日,在英国曼彻斯特—利兹铁路正式通车营业时,“埃多蒙桑”式车票开始使用。由于“埃多蒙桑”式车票简便易行,很快便风靡世界了。

找一个金属瓶盖,把瓶盖翻转过来,滴上一二滴硅酸钠溶液,用极少量氧化钙粉末调匀,然后用蜡烛火苗对着盖底将其加热。最初这混合物膨胀而呈白色,但继续加热后,它就变成一粒坚硬透明像玻璃一样的物质了。