在我們的日常生活中，空氣和水看起來(lái)是那么的平常：擰開水龍頭就會(huì)有水嘩嘩地流出來(lái)，而空氣更是無(wú)處不在。因此很多人就會(huì)問(wèn)：對(duì)水和空氣進(jìn)行大量的研究值得嗎？
空氣和水的確很常見，但這并不意味著它們不重要。酷熱的夏天，如果幾個(gè)星期不下雨，城市的空氣中就會(huì)彌漫著一股難聞的氣味，人們會(huì)感到不舒服，這時(shí)，大家就會(huì)意識(shí)到空氣和水對(duì)地球上的生命有多重要了。沒(méi)有食物人類大約可以生存一個(gè)星期，可是如果沒(méi)有水，人類只能支撐幾天。而如果沒(méi)有空氣，人類會(huì)在15分鐘內(nèi)死亡！
數(shù)百年前，許多學(xué)者就對(duì)這兩種物質(zhì)充滿了好奇，并試圖弄清它們的基本構(gòu)成及其性質(zhì)。為了讓讀者對(duì)空氣和水有深入的了解，本書講述了有關(guān)這兩種物質(zhì)很多新鮮有趣的知識(shí)。另外，還向我們展示了空氣與水在自然界不同領(lǐng)域中的作用，并描述了空氣和水與人類生活的密切聯(lián)系。
此外，這本書還告訴我們，人類是如何利用空氣和水所產(chǎn)生的能量，給生活帶來(lái)了便利，以及如何不折不撓地探索、尋求充分利用它們的新方法。
回顧歷史
地球誕生時(shí)就有了空氣嗎？
地球上的水是從哪里來(lái)的？
地球上最早的生命誕生于水中嗎？
沒(méi)有了空氣和水，還會(huì)有生命嗎？
在古代，空氣和水意味著什么？
空氣和水的重要特性
空氣由哪些物質(zhì)構(gòu)成？
空氣有重量嗎？
空氣可以被壓縮嗎？
世界上第一臺(tái)抽水泵
水是由什么組成的？
水的物態(tài)
為什么湖水不會(huì)從底部開始結(jié)冰？
冬天水管為什么會(huì)破裂？
水有膜嗎？
飄浮的回形針
漂浮的回形針
肥皂是怎樣起作用的？
自然界中的空氣與水
宇宙中也有空氣嗎？
知名的臭氧空洞
什么是氣壓？
其他星球上的空氣和水
我們能感受到氣壓?jiǎn)幔?br>怎樣測(cè)量氣壓？
為什么濕衣服會(huì)變干？
空氣、水玉天氣的關(guān)系
酸雨是怎樣形成的？
我們?yōu)槭裁匆?jié)約用水？
日常生活中的空氣與水
我們?yōu)槭裁葱枰粑鯕猓?br>植物也要呼吸嗎？
植物的呼吸
樹木如何吸收水分？
什么是富營(yíng)養(yǎng)化？
水滴中的生命
怎樣凈化污水？
有液態(tài)空氣存在嗎？
怎樣將空氣中的氮轉(zhuǎn)化成
植物可吸收的肥料？
氫氣將會(huì)取代汽油嗎？
根瘤菌
什么是蒸餾水？
水力和風(fēng)力
誰(shuí)發(fā)明了帆船？
水輪是怎樣工作的？
飛翔、飄浮、潛水
什么是風(fēng)力發(fā)電站？
風(fēng)箏為什么能飛起來(lái)？
阿基米德是誰(shuí)？
潛艇為什么能下潛上浮？
氣球可以飛多高？
什么是帕斯卡定律？
蒸汽機(jī)是怎樣運(yùn)行的？
名詞索引
空氣和水的重要特性
空氣由哪些物質(zhì)構(gòu)成？
空氣是由許多無(wú)色、無(wú)味的氣體混合而成的。和地球上的其他物質(zhì)一樣，這些氣體也是由無(wú)數(shù)極小的原子、分子構(gòu)成的。固體的分子之間結(jié)合的較為緊密，而氣體的分子不受約束，它們十分活躍，不停地進(jìn)行著無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。
遠(yuǎn)古時(shí)代，空氣曾被認(rèn)為是一種簡(jiǎn)單的物質(zhì)，隨著人們對(duì)空氣的逐漸了解才發(fā)現(xiàn)它的組成十分復(fù)雜。空氣主要組成成分是氮?dú)狻⒀鯕夂投趸肌３酥猓諝庵羞€包含1600多種微量氣體，這其中最重要的是稀有氣體——?dú)鍤狻⒛蕷狻⒑狻㈦礆夂碗瘹狻Ａ硗猓諝庵羞€有大量的水蒸氣和無(wú)數(shù)的塵埃，僅僅1立方米的干燥空氣中就有15萬(wàn)個(gè)小塵埃！
氮?dú)馐强諝庵泻孔罡叩臍怏w，約占78%，將近4/5，而氧氣在空氣中只占21%，還不足1/4。但地球上的生物能直接從空氣中吸收氧氣，而不是含量高的氮?dú)狻?br>雖然二氧化碳在空氣中只占0.03%，但卻十分重要，綠色植物需要它來(lái)進(jìn)行光合作用。在進(jìn)行光合作用時(shí)，植物將空氣中二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為葡萄糖并釋放出氧氣。所以說(shuō)，如果沒(méi)有二氧化碳，地球上連一棵草、一片樹葉都不會(huì)存在。
空氣有重量嗎？
三百多年前，意大利科學(xué)家伽利略（1564—1642）就開始探索空氣是否也有重量。為此他設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：首先他把一個(gè)防水、不透氣的皮袋灌滿水，然后把它和一個(gè)結(jié)實(shí)的空瓶子嘴對(duì)嘴地連在一起。皮袋的形狀和瓶子差不多，但容積只有瓶子的3/4。接著伽利略把皮袋的口噴濕，皮袋口就會(huì)收縮，并緊緊地包裹住瓶口。這時(shí)伽利略把皮袋里的水?dāng)D進(jìn)瓶里，然后他把空皮袋卷起來(lái)綁在瓶口上。原來(lái)滿是空氣的瓶子里現(xiàn)在3/4是水，空氣都被擠在瓶子上部，占總體積的1/4（注：此時(shí)的空氣是壓縮空氣）。伽利略稱了一下總重量，然后取下皮袋。這時(shí)，被壓縮的空氣立刻恢復(fù)原狀，部分逃離出瓶子。也就是說(shuō)，此時(shí)瓶中的空氣是正常壓力下的空氣，而不再是壓縮空氣。隨后伽利略又重新把空皮袋固定在瓶口上，再一次地稱了整體的重量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果讓伽利略非常驚訝：第一次的重量比第二次的要大。由此伽利略得出結(jié)論：空氣也是有重量的。
幾十年后，馬德堡市市長(zhǎng)、自然科學(xué)家奧托·格里克（1602—1686）也證實(shí)了空氣是有重量的。他解釋說(shuō)：“如果空氣沒(méi)有重量，大氣層就會(huì)馬上脫離地球。”這樣解釋比較合理，因?yàn)榉彩怯匈|(zhì)量的物體，都受地球引力的作用。從那時(shí)起人們才認(rèn)識(shí)到空氣與液體、固體一樣，都是客觀存在的物質(zhì)。
空氣可以被壓縮嗎？
空氣是由無(wú)數(shù)氣體分子組成的，而且這些分子不斷地進(jìn)行著無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，所以分子間經(jīng)常相互碰撞又彈開。固體和液體中的分子是相互吸引的，與之相反，空氣中的分子卻相互排斥。也恰恰是由于這個(gè)原因，空氣才會(huì)四處飄散，并均勻的分布，所以即使是很小的空間也會(huì)被空氣填滿。但在外力的作用下空氣也是可以被壓縮的，當(dāng)外力消除時(shí)，它又會(huì)馬上擴(kuò)散開來(lái)。據(jù)考證，希臘建筑師克特西比烏斯·亞歷山大是世界上第一個(gè)認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)的人。2000多年前，亞歷山大做過(guò)這樣一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：把空氣裝入一個(gè)封閉的汽缸里，并用活塞進(jìn)行擠壓，空氣在外力的作用下體積就會(huì)變小，可一旦外力消失，空氣會(huì)馬上恢復(fù)原樣。
通過(guò)自行車的打氣筒，我們可以很直觀地驗(yàn)證空氣的這種性質(zhì)。當(dāng)我們把打氣筒的把手向上提起時(shí)，空氣就從下部的開口處進(jìn)入打氣筒內(nèi)，然后把排氣閥堵住，并使出全力向下壓把手，這時(shí)，打氣筒內(nèi)的空氣就被壓縮了。隨后突然松開把手，我們可以看到，把手被彈了回來(lái)。這是因?yàn)榇驓馔矁?nèi)的空氣在沒(méi)有壓力的情況下，又重新擴(kuò)散開來(lái)。
……
