不怕热的小猫味

同学们一定已经在化学教材中见到可爱的小猫咪的照片：一只小猫咪稳坐在一块透明的塑料板上，塑料板的下面点燃着煤气灯火焰，这火焰的大小也不比小猫咪小多少。煤气灯火焰的温度是很高的，可以达到一千多度，可是小猫咪在一千多摄氏度的烧烤下，却显得那么安详。你一定会问，小猫咪不怕热吗？要不，这张照片是画出来的？其实，这张照片都是由实物拍摄下来的。那么，小猫咪不怕热的奥妙究竟在哪里呢？
　　奥妙原来在这块透明的塑料板上，我们知道，固体物质在挥发成为气体时是要吸热的；另外，塑料都是高分子化合物，是由碳、氢、氧等元素组成的，它们在一千多摄氏度的高温下都会分解；而且塑料分解时也是要吸热的，这样这块塑料板在煤气灯火焰烧烤下，逐渐地挥发和分解，这个过程都要吸热，结果使塑料板本身保持比较低的温度。塑料板的挥发和分解是慢慢进行的，因此可以保持长时间地吸热并使塑料板本身保持较低温度。由此你可以知道，任何自然现象都与物质的性质有关，我们掌握了物质的性质，就能够自如地来解释我们碰到的许多问题。
　　小猫咪向我们展示的塑料所创造的奇观，不仅仅使我们感到好玩，更重要的是，让我们知道塑料的这种性质还能够派上大用场。当今世界上航空航天科技和工业生产每天都在日新月异地变化，航天器是上天器件的总称，有人造卫星、宇宙飞船、航天飞机、远程导弹等。它们之中有的上了天就再也不用下来了，但有的则还要下来，例如宇宙飞船、航天飞机的某些卫星，因为这些航天器中有的是载人的，有的装着要回收的资料。
　　每当高速飞行的宇宙飞船、航天飞机、卫星、导弹等完成考察任务重返地球时，必须穿过稠密的大气层，这些航天器的速度比声音的速度高几倍至十几倍，当它们以这样高的速度向大气层俯冲下来，它们的运动产生的能量（称为动能）非常高。举例来说，具有如此高速的1000克质量所产生的功能高达28×10焦耳，这样大的能量转化成热，足以把30千克的钢铁加热到沸腾。我们在晴朗的夜空中看到的流星也属于这种情况。流星是宇宙空间高速飞行的一种星际物体，有时它会闯入地球的大气层，并与大气层摩擦产生高温，使流星迅速燃烧，这时流星便会画出一道眩目的轨迹。
　　宇宙飞船等航天器也像天上的流星一样，在返回地球时，与大气层发生剧烈的撞击和摩擦，在航天器的前端产生一个高达1×107帕压力的冲击波，并将冲击波前的大气加热到7000℃～800O℃，在这样高的温度下，航天器本身难保，同时还会危及航天器内宇航员的生命。
　　利用现代科学技术在航天器的外壳特别是前端涂上一层燃蚀材料，是解决上述“机毁人亡”危机的最好办法，这层燃蚀材料是一种复合材料，它由环氧树脂或环氧乙烷等塑料与碳纤维复合在一起构成。环氧树脂或环氧乙烷在高温下气化、熔化、升华，最后分解，都要带走热量，碳纤维同样在高温下气化和升华，也都要吸热。于是，利用外面一层复合材料不断被烧掉，既保护了宇宙飞船等内部设施，又能让宇航员在船内感到安全舒适