科学的今天和明天

前 言本书是为在联合王国和国外欲通过普通科学或综合科学的 O- 级（O-l evel①）或 CSE考试（CSE exami nati on②）的学生，选修一门研究课程而编写的。全书共 92 章，教材内容包括生物学、化学、物理和地球科学，每章讨论一个专题。各章包括基本事实、概念、实验说明以及自学与检验用的习题。本书的编排可作为两年的研究课程，但这决不意味着必须按照本书的顺序进行讲授。事实上，我们曾设想，教师们会以多种方式大大丰富本书的课题，因此我们的着眼点是使学生能够方便地获得书中所列各简明标题的有关知识。为了强调各学科之间的基本联系，在适当的地方我们作了相互参照，然而，由于学生们受到了各分学科的“熏陶”，我们希望为未来的专家研究各分学科开辟道路。M. A. 阿瑟顿T. 邓肯D. G. 麦克恩 ① Olevel-Ordinarylevel，意为（中学生）普通级考试。② CSE-CertificateofSecondaryEducation 的缩写，意即中学教育证书。——译者注科学的今天和明天物质§1 物质的分离纯净物和混合物我们身边某些物质是混合物，它们由两种或两种以上的物质组成，而仅由一种物质组成的物质称为纯净物。土壤、空气、牧草、啤酒和牛奶都是混合物，糖则是一种纯净物。有时，很容易观察到混合物中的不同物质，例如，玉米和蚕豆组成的混合物以及土壤就是如此。但是，许多混合物看上去好象只是由一种物质组成，如啤酒。对啤酒这样的混合物，只有将其分离成它的组成物，才能证明它是混合物。通过检验物质的性质，可以查明该物质是纯净物还是不纯物。每一种纯净物均具有其区别于其它任一纯净物的一系列性质。例如纯水之所以不同于其它液体，这是因为它是唯一在 0℃时凝固，在 100℃时（海平面上）沸腾和密度为 1 克/ 厘米 3的物质。如果所取的水样在 102℃（在海平面上）沸腾，且密度大于 1g/ cm3，这就可以知道，该水样肯定是水和其它物质的混合物。尽管有时混合物看起来好象是一种纯净物，但混合物的某些性质肯定与组成该混合物的纯净物的性质有所不同。某些分离物质的方法图 1. 1 表示如何从纯砂粒、食盐和水所形成的混合物，将其三种组分分离开来。在此图中有几个重要的名词术语，读完本章即可理会它们的含义。过滤和蒸发如果将食盐同水混合振荡，则食盐“消失”掉。我们把这种现象说成是食盐溶解于水形成了溶液。但是，如果把砂子加入水中，就会看到砂粒或“悬浮”在水中，或沉到容器底部形成砂层。食盐可溶于水而砂子不能溶于水。过...