冰能“烧开”水
看了这个题目，你也许会大惑不解，冰只能冷却水，怎么能“烧开”水？的确，通常情况，冰只能使水冷却，不能使水沸腾。
但在特殊条件下，冰能使水沸腾。
在烧瓶内灌半瓶水，放在火上加热，待水沸腾后将烧瓶从火上取下并用塞子将瓶口塞住，这时沸腾停止了，把瓶倒过来在瓶底上放一些碎冰时，立刻看到水又重新沸腾起来。
液体的沸点与液面上空气的压强有关。压强高，沸点高，压强低，沸点低。当我们把瓶口塞住时，瓶中只有滚热的水和水蒸气，瓶中的空气几乎全被水蒸气赶跑了，液面上只有蒸气压强，没有空气压强。在瓶底放上碎冰后，瓶底冷却使水蒸气凝结为水滴，因此水面上压强降低，沸点也降低，所以，水又重新沸腾起来。
真空工厂
宇宙空间的的真空度可达到26×10－16帕，地球上能够达到的真空度只有13×10－10帕，因此，在宇宙空间中的一个容器里只有1个空气分子的话，把这个容器搬到地球上的最高真空里去，它里面竞然增加100亿个空气分子！
有些精密产品常常需要在高真空环境中进行生产或加工，以减少空气分子对产品质量的影响。例如，要制作性能更佳的半导体器件和厚度只有几个原子直径的超大规模集成电路，地面实验室的真空度已经“力不从心”了，只有到宇宙空间中去，利用那里的超高真空度建造“真空工厂”才能实现这一目标。作为这项发展的第一步，轨道空间站应运而生了。
在未来的真空工厂里除了生产高质量电子器材外，还可以生产高级有机化合物。在超高真空中，有机化合物在较低的温度下就会发生气化，因此，不需要加以高温就可以使有机化合物在没有裂解的情况下完成蒸馏分离。这样，在地球上无法提取的纯粹形态的有机化合物，在空间真空工厂中就可能用简单的方法提取出来，这对我们进一步了解复杂有机化合物的结构和性能，并设法以最低的成本将其制造出来，都具有十分重要的意义。总之，真空工厂在材料工业中是可以大有作为的。
云雾与诺贝尔奖
1894年秋天，英国物理学家威尔逊在苏格兰一个山上度假。
山顶上经常云雾缠绕、变幻万千，游客们都被这迷人的景色所陶醉，威尔逊却突发奇想，要在实验室里制造云雾。
回到实验室，威尔逊研究归纳了产生云雾的条件：一个条件是空气中的水蒸气必须处于过饱和状态，否则水蒸气不会凝结成小水珠；另一个条件是空气中要有一些“凝结核心”，通常，空气中的尘埃起凝结核心的作用，这些微小颗粒上面经常聚集了一些电荷，这些电荷会将过饱和水蒸气凝结成小水珠，无数直径很小的小水珠悬浮在空气中，构成了云雾的雾滴。
作为物理学家的威尔逊，除了弄清楚云雾的生成条件外，还在想能否利用这个发现来研究物理现象呢？19世纪末，人类正在进入原子时代，微观世界的新发现接二连三地问世。然而，像原子这样的微观粒子极其微小，人眼是看不见的。有什么办法能把微观粒子的运动显现出来？威尔逊想到了云雾，在一只干净的瓶子里（即里面没有任何凝结核心）形成过饱和蒸气，这时如果有一个带电的微观粒子闯了进去，那么在其周围会凝结成一个雾滴，随着粒子的运动，在其运动轨迹上，就有一连串雾滴组成为一条径迹，这样，就把人眼看不见的微观粒子的运动轨迹，变成了人眼能看见的由一连串雾滴组成的径迹。威尔逊发明的这个装置叫“云室”，他因这项发明而荣获1927年的诺贝尔物理学奖。
卫星的冷热病
卫星在太空中运行时，太阳晒到的部分温度可高达一二百摄氏度，而太阳晒不到的地方却很冷，可冷到零下一二百摄氏度。地面上太阳晒得到的地方与晒不到的地方的温差至多相差几十摄氏度，在太空中为什么会相差几百摄氏度？这是由于太空中没有空气，因此也不存在由于空气对流所造成的气温调节作用。
由于在太空中，卫星表面晒到和晒不到太阳的部分有着高达几百摄氏度的温差，将使卫星上的仪器无法正常工作，为此，科学家们必须事先采取温控措施，以保持卫星有较恒定的“体温”。在地面上人们可以用空调机来制冷，或用电炉来加热，然而在太空中却行不通。因为卫星发射的费用十分昂贵，所以由卫星带上天的各种仪器的重量必须“斤斤计较”。为了调节卫星的“体温”，而把空调或电炉送上天显然是不合算的。通常科学家们采取一些被动的调温方法。例如，在卫星表面涂上一层“温控涂层”，以限制卫星受太阳暴晒时吸收过多的辐射热，同时又防止晒不到太阳的那部分向外辐射造成热量损失。也有把安放仪器的舱室做成像热水瓶胆那样的双层真空隔热舱，以保持舱内仪器有一个常温工作环境。
一旦卫星的温控装置因意外事故而失灵，那将给卫星带来灾难性后果。1973年5月，美国的“天空实验室”发射63秒后，它的轨道工作舱外涂有隔热层的“微流星防护罩”，因提前打开而损坏，结果使舱内温度剧升55℃，仪器无法工作。最后，美国宇航局只好再赶制一幅“遮阳篷”和一顶“遮阳伞”，并派宇航员送上太空安装，这样才治好了“天空实验室”的“冷热病”。
蹈火舞者为何不怕火
蹈火舞盛行于古代波斯，后来流行于巴尔干半岛的保加利亚等地。今天，太平洋斐济群岛、南美洲的苏里南及印度和非洲的一些部落，在月夜还举行这种特殊的舞会。
夜幕降临时，村旁的篝火成为一堆赤色的炭火，吐露着最后一点余焰。这时，人们把炭火向四周耙开，珍珠般的炭粒平整而厚实地铺在地面上。当火焰“地毯”上零星的火舌完全消失，只有炭粒在黑暗中闪烁赤色光芒时，乐队奏起悦耳的音乐。火焰地毯周围的人们跟着乐曲的节拍鼓掌，一群男女舞蹈者赤着脚奔向火焰地毯，在炭火上手舞足蹈，嘴里还愉快地吆喝着。
蹈火舞者赤脚踏在炭火上，脚掌的皮肤为什么不会被灼伤呢？我们之所以会有这样的疑问，是由于一个不正确的概念在作怪：人体一接触赤热的物体，皮肤的温度马上会升高到和所接触的物体一样高。事实并非如此，有人利用热传导公式计算，并假定炭烧到600℃，炭的热活动量是100个单位，皮肤的热活动量是1500个单位，人的体温为37℃，计算出脚掌皮肤的温度仅升高了35℃，也就是说，脚掌皮肤的温度总共为37℃＋35℃＝72℃。这个温度与赤热炭火的温度（600℃）相比显然是微不足道的。
当然，脚掌皮肤温度升高35℃也是不好受的，脚底的皮肤还可能产生灼伤，出现红肿现象。蹈火舞者一般不受伤是因为他们训练有素。首先，舞蹈者经过长期锻炼，脚掌上有一层厚厚的老茧皮，跳舞时好像穿了一双薄底鞋，保护着脚掌不被灼伤。其次，事先作了充分的准备，舞池中的木炭要被敲碎成豆粒那样大小，细小疏松的木炭可以减少热活动量，使脚掌温度的升高不太厉害。当然，还要十分注意不使木炭中夹杂一些热活动量大的物体，如石块、铁钉等，以免灼伤脚掌皮肤。
地球的“体温计”
在1亿年前，地球上的温度是多少？可没有那时候的任何气象资料，何以知道地球上的温度？但这个问题又十分重要，因为地球上的年平均温度会影响到地球上一切生物的发展。
解决这个难题的是美国化学家比奇莱森和尤里，他们是从研究同位素着手的。我们知道自然界的许多元素都有若干个同位素，这些同位素的化学性质一样，但是原子量稍有差异。例如，氧气由两种同位氧16和氧18混合而成，氧16是最常见的氧，它占了氧气成分的绝大部分，氧18很稀少。这两种同位素与其他元素发生氧化反应生成化合物时，它们各自在化合物中的比率会随温度的变化而不同。比奇莱森和尤里深入研究了这种现象，提出只要把生物化石中的氧16和氧18的比率测出来，就可以知道那种生物活着的时候，地球上的温度是多少。
用他们发明的这种“体温计”对地球历史上不同发展阶段的温度进行测量，结果得到在1亿年前地球海洋的平均温度为21℃左右；1000万年之后（距今9000万年），它缓慢下降到16℃；再过1000万年（距今8000万年），海洋的平均温度再上升到21℃；此后，海洋温度又逐步下降，在3000万年前约为7℃，到2000万年竟下降到6℃。地球温度的这些变化，足以造成恐龙灭绝以及哺乳动物大量出现。
“记忆”合金
70年代，世界材料科学中出现了一种具有“记忆”形状能力的合金。例如，一根螺旋状高温合金，经高温退火后，它的形状处于螺旋状态。在室温下，即使花很大力气把它强行拉直，但只要把它加热到一定的“变态温度”时，这根合金仿佛记起了什么似的，立即恢复到它原来的螺旋形态。这是怎么回事？难道合金也具有人那样的记忆力？
不！这只是利用某些合金在固态时其晶体结构随温度发生变化的规律而已。例如，镍－钛合金在40℃以上和40℃以下的晶体结构是不同的，当温度在40℃上下变化时，合金就会收缩或膨胀，使形态发生变化。这里，40℃就是镍－钛合金的“变态温度”。各种合金都有自己的变态温度。上述那种高温合金的变态温度很高。在高温时它被做成螺旋状是处于稳定状态。在室温下把它强行拉直时，它却处于不稳定状态，因此，只要把它加热到变态温度，它就立即恢复到原来处于稳定状态的螺旋形状了。
至今，发现具有“记忆”形状能力的合金已达80种，有些已在某些领域获得实际应用。例如，通常的铆接必须从一边插入铆钉，在另一边用气锤将铆钉的头锤扁。但是，遇到封闭的容器或开口狭窄的容器，你根本无法深入到容器里去作业，这时可用“记忆合金”事前做成两头都是扁的铆钉，在低温下把一端的扁头硬压成插孔大小的圆柱状。铆接时，只要从低温箱中将铆钉取出，迅速插入被铆容器的插孔内，再把铆钉加热到变态温度以上，原先被压圆的一端便自动回复成扁形，这样就把容器牢固地铆紧了。用记忆合金接合断骨也很有发展前途。用金属材料接合断骨时，必须把它的两端在插入接孔后再弯成勾形，以防脱落。这一过程与订书钉将纸订合在一起很相似。可是这种操作会给病人增加很多痛苦。有了记忆合金后这个难题就迎刃而解了。事先在室温下将合金板制成两端都是倒勾形的，在低温下将其拉直成形（就像订书钉一样），再将冷冻的形合金接到断骨两端，合金受体温加热后立即恢复原状，从而把断骨牢牢接合在一起。
金属乎？塑料乎？
谁都知道，金属比塑料坚固，但金属的加工成型却没有塑料那么容易。例如，用冲压法加工铝材长筒形容器，在冲压成型后不可避免地会出现“耳朵形”的缺口。为了使它达到设计要求，必须再进行几道工序的机械加工，这就大大增加了成本，有什么东西既有金属的坚固性，又有塑料的可塑性呢？科学家们终于发现了在一定温度下呈现超塑性的合金。
金属材料多少都有些塑性。通常用延伸率来表示其塑性，即用金属材料在拉断时的增长量同原来长度之比的百分率来表示。一般黑色金属的延伸率为40％左右，有色金属也不超过60％。而具有超塑性能的合金，在一定温度下一般都能达到100％以上，有的甚至达到1000％～2000％。例如，一种锌－铜－铝合金板材，在慢速弯曲时，即使弯曲到180°，亦即将板材弯到两面重叠的程度，它也不会断裂。
现在已知道合金的超塑性有两大类：一种称为微细晶粒超塑性；另一种称为相变超塑性。无论哪一种超塑性都必须在一定的变形度和一定的变形速度下才会产生。例如，锡－铋共晶合金在20℃时的最大延伸率可达1950％，钴－10％铝合金在1200℃时的最大延伸率可达850％，普通的低合金钢在800～900℃时也可达400％。
利用合金的超塑性可以轻而易举像塑料一样地进行零件的成型加工。例如，冲压加工长筒形容器时，用一般金属进行一次深冲成型，所获得的最大筒深（H）和直径（d）之比约为075，而用超塑合金成型时H／d可达11，为普通金属的14倍多，而且冲出的长筒容器不会出现耳朵状缺陷。它的制成品的显微组织均匀致密，各个方向的机械强度和抗疲劳性能都很好。最大的优点是可以大大节约金属材料。例如，生产一只68千克的镍盘燃气机盘，用通常的锻造加工，所需的坯锭重达204千克，而用超塑合金锻造，坯锭只要725千克就足够了。每只节约材料130千克以上，实在是个巨大的数字。
铁板烧
吃过“铁板烧”的人都看到过生牛肉丝倒在滚烫的铁板上“哧”“哧”作响的情景，但是，几乎没有人想到这里面还有什么学问可以研究。二百多年前德国物理学家莱顿弗罗斯特倒是对类似的现象进行过一番研究，1756年他发表一篇论文论述了水滴在高温表面上所发生的奇怪现象。
一只铁勺子在炉火上烧得通红，将小水滴落到勺里会发生什么现象？根据日常经验人们都会这样回答：小水滴落到铁勺表面就立即被汽化了，表面温度越高水滴被汽化得越快。可是，莱顿弗罗斯特仔细观察了这个过程，发现实际情况并非如此。当第一滴小水滴落到铁勺表面时，它的汽化过程竟然长达30秒钟。而第二滴的汽化只延续10秒，以后落下去的水滴只保留1～2秒就被汽化了。究竟是什么原因造成这种“莱顿弗罗斯特现象”？这位物理学家当时也作出了正确的解释。很遗憾，他的论文发表后长期不为人们所重视，直到1956年论文翻译成英文后，才引起众多业余科学家的兴趣。其中有一位美国中学生罗克萨尔，1978年，他以《当液滴落到灼热表面弹起时发生的莱顿弗罗斯特现象的理论》的论文，获得了美国第37届科学人才选拔赛第八名。
