书城科普读物扑朔迷离的化学宫殿(新编科技大博览·B卷)
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第20章 化学与生活关于水水是什么?(6)

呼吸的化学

空气是通过呼吸对人体发挥作用的,吸入人体需要的氧气,呼出产生的二氧化碳,其作用机制大致归纳如下:

①肺泡功能,人体呼吸系统最重要的器官是肺,两肺共有3亿个肺泡,每个肺泡平均直径0.25mm,其中上皮细胞可分泌一种表面活性物质二棕榈醛卵磷脂,使肺得以扩张,因而肺活量大约4600mL,可承受每分钟呼吸量约为6000mL(每次吸入或呼出500mL,每分钟呼吸12次)的交换需要;②肺泡气浓度变化,空气进入肺泡后,氧持续不断地吸到血液里,因而肺泡中氧浓度由19.7%降低为13.6%,二氧化碳不断从血液中释放到肺泡中,浓度可达5.3%;③呼吸膜的作用,肺泡壁非常薄,在各泡之间有很坚固的交织成网的毛细血管,总称呼吸膜,又称肺泡膜,厚约0.2微米,总表面积约70平方米,在每一瞬间,肺毛细血管内血液总量为60mL~140mL,相当于将如此少的血铺在一间长10米、宽7米房间的地面上,所以交换反应就十分迅速;④气体的运输,氧和血红蛋白结合,利用系数一般为25%:二氧化碳进入血液立即被碳酸酐酶催化与水结合生成碳酸,以碳酸氢根形式在红细胞内扩散,起缓冲作用,另一部与血红蛋白结合成氨基甲酸血红蛋白络合物,在肺泡内释放出二氧化碳呼出。

阳光的化学

阳光是人类生存不可缺少的条件之一。如果采光不合理,照度不够,人的视力会过度疲劳,进而引起全身疲劳,因此,应尽可能搞好住室采光。

光的强弱用“勒克司”表示,按卫生要求,居室自然照度应为50~100勒克司,如使窗户等采光口与室内地面面积保持在1/8~1/10较好;不应小于1∶15,一般就能满足要求。近年来,人们的生活水平不断提高,在选购住房时,居室的朝向已经越来越引起人们的重视,这是因为人们已经积累了有关阳光化学作用的丰富经验。居室每天至少受日照2小时,以得到良好采光和利用太阳辐射杀灭室内致病微生物,并进一步提高人体的免疫力。居室的朝向是决定居室阳光是否充足的惟一要素,除了热量、光感外,阳光是紫外线的天然来源,有下列重要作用与我们的生活息息相关。

(1)杀菌作用,阳光中的紫外线具有杀菌作用,以253.7纳米的紫外线杀菌效果最好,而其他波长的紫外线则被高空臭氧层吸收;紫外线之所以能杀菌,是因为它能被核酸吸收,使DNA分子上相邻部位的胸腺嘧啶形成“二聚体”,从而破坏DNA的正常功能,其杀菌能力与形成胸腺嘧啶二聚体的数量成正比。因此阳光紫外线能杀灭空气中的流感病毒、肺炎及流脑病菌,这也是日照充足的夏季很多经空气传播的传染病不易流行的原因;紫外线的杀菌作用过强则可能导致皮肤癌。

(2)维D合成,阳光中具有促进人体合成维D的紫外线,从而抗佝偻病。其功能最强的波长为290~315纳米处,当波段趋向长波时,作用减弱,紫外线促进人体合成维生素D的功能机理是:皮肤的皮下组织中有麦角固醇和7—脱氢胆固醇,经紫外线照射后,它们能转化成维D2、D3,进而使血液无机磷和磷酸酯酶含量均保持在合适范围,有利于维持机体的正常代谢功能,促进钙的吸收,对预防婴幼儿佝偻病有决定作用。试验表明,如果动物体内有足量维D,而丝毫不接受紫外线照射,则仍会使血液无机磷下降,磷酸酯酶活性升高(佝偻病的早期指标之一),即维D不被吸收,佝偻病依旧发生,相反如果适当照射紫外线,即使只摄入低剂量维D,仍可防止佝偻病,因此孕妇和婴幼儿晒太阳十分重要,紫外线获得了“太阳维生素”的雅称。

手表里的“钻”

你注意观察过机械手表吗?在它的盘面上,可以看到“17钻”或者“19钻”等字样。这是表示,手表里有17粒或19粒钻石。钻石,原来是指金刚石,也就是金刚钻。后来,人们把其他一些坚硬的宝石也叫做钻石。国外生产的手表盘上标着17Jewels”,“Jewel”就是宝石的意思。

手表的钻数越大,质量越好。一般的闹钟没有钻数,标明“5钻”、“7钻”的钟就是上好的品种了。

钟表里为什么要用宝石呢?

拆开钟表,你会看到它的“五脏六腑”是许多小齿轮。齿轮不停地转动,带动秒针、分针和时针准确地向前移动。支架齿轮的轴承必须经受住无数次的摩擦而很少损耗变形,才能保证钟表报时的准确。

这坚硬、耐磨的轴承是由人造红宝石做成的。钟表里有多少个这样的宝石轴承,就标明是多少钻。

自然界的宝石十分珍贵。它们都是在特殊的地质、压力和温度条件下生成的晶体。它们非常稀罕,又晶莹瑰丽,熠熠闪光,坚硬非凡。

宝石之王——金刚石,采掘起来非常困难。在矿区,往往要劈开两吨半岩石,才可能获得1克拉(0.2克)金刚石。1979年全世界挖到的金刚石仅一千多万克拉,一辆卡车即可载走。名贵的金刚钻价值连城,成为稀罕的珍宝。

金刚钻用在工业上,是无坚不摧的“切割手”。“没有金刚钻,莫揽瓷器活”,玻璃刀上有一小粒金刚石,切割玻璃全靠它。金刚石车刀削铁如泥,金刚石钻头钻探速度高,进尺深。

闪烁着星光的红宝石和蓝宝石,也叫刚玉宝石。它坚硬耐磨,在矿物中,硬度仅次于金刚石,用它来做手表里的轴承,当然很好。不过,天然宝石稀少贵重,而做手表需要的钻石却越来越多,于是,人们在想:能不能搞人造宝石呢?