La sílice (SiO2) ocupa una posición insustituible en la historia del desarrollo humano.
Como sustancia con excelentes propiedades físicas y químicas, la sílice es abundante en la naturaleza e inofensiva para los humanos. Ha sido bien recibida por todos desde su desarrollo.
La industria de la joyería, la industria de la escultura, la industria de la construcción, la industria de fabricación de vidrio, la industria de fabricación de herramientas de sincronización... estas industrias pueden desarrollarse hasta el punto que lo hacen hoy sin la ayuda del SiO2. Este artículo se centra en el impacto de la sílice en el desarrollo de herramientas de sincronización.
El desarrollo de las herramientas de cronometraje se puede observar desde tiempos remotos. Al principio, la torre de cronometraje utilizada en el antiguo Egipto, la invención del reloj de sol y del reloj de agua, la generalización del uso de relojes de arena, la aparición de los relojes mecánicos en el siglo XIV, la era de los relojes de bolsillo y de péndulo... y luego El reloj de cuarzo, muy utilizado hasta ahora, apareció en el siglo XX. Más tarde aparecieron relojes atómicos que eran más precisos que los relojes de cuarzo... Sin embargo, la discusión principal aquí son los relojes de cuarzo.
El principio de funcionamiento de un reloj de cuarzo es contar el número de veces que un chip sensible al tiempo vibra dentro del reloj. En cuanto al principio de funcionamiento más específico, consulte el documento dedicado a este principio.
El chip de sincronización puede vibrar porque es piezoeléctrico. Piezoelectricidad simplemente significa: dale un poco de presión y liberará voltaje. viceversa.
En los relojes de cuarzo, la característica principal es "dale electricidad y generará fuerza". Aplícale electricidad y vibrará. Si la frecuencia de la electricidad que se le suministra es muy rápida, puede vibrar rápida y continuamente. Da la casualidad de que muchas cosas que generan electricidad pueden proporcionar fácilmente un campo eléctrico alterno que las haga vibrar rápidamente.
Debido a que su vibración requiere muy poca energía eléctrica, su consumo de energía de vibración es pequeño, su frecuencia de vibración es estable y sus propiedades físicas y químicas son excelentes y estables, muchas herramientas de sincronización se basan en su vibración temporizada. . No sólo eso, debido a su naturaleza estable, la frecuencia de vibración sólo se ve ligeramente afectada por el tamaño del chip, por lo que también es adecuado para fabricar relojes pequeños.
Hay dos razones principales por las que los relojes de temporada son tan populares en la sociedad actual: precisos y baratos.
En comparación con los relojes de arena y los relojes mecánicos anteriores, el cronometraje es más preciso (debido a que su frecuencia de vibración es estable). En comparación con los nuevos relojes atómicos, los relojes de cuarzo son más baratos (porque el tiempo es "ubicuo" por naturaleza y el precio de desarrollo es bajo). Por lo tanto, usarlo para fabricar un reloj es lo más adecuado en el entorno actual.
Si no lo crees, puedes investigar. ¿El reloj de tu muñeca, el cronómetro de tu ordenador, el reloj de tu teléfono móvil... contienen SiO2?
Mira la esencia del fenómeno.
Del uso generalizado de la sílice, podemos ver su impacto en la industria del cronometraje.
(2) Química y Guerra
1. La combinación de noble y ordinario: bomba de grafito
La bomba de grafito está hecha de filamentos de carbono especialmente tratados (este conocimiento está en el elemento carbono en la química de la escuela secundaria de People's Education Press). El diámetro de cada filamento de carbono es bastante pequeño, sólo unas pocas milésimas de centímetro, por lo que puede flotar en el aire durante mucho tiempo. Debido a que los filamentos de carbono se fabrican mediante molienda con energía fluida y limpieza química, la conductividad de los filamentos de carbono mejora considerablemente. El filamento de carbono es antiadherente pero se adhiere a todas las superficies. Distribuye las posiciones enemigas mediante explosiones o detonaciones de pólvora, destruyendo la defensa aérea enemiga y los equipos de generación de energía. Los filamentos de carbono pueden entrar en la electrónica, los tubos de refrigeración y las cajas negras de los sistemas de control. Las ojivas de filamentos de carbono pueden dañar todo, desde aviones estacionados en pistas hasta equipos electrónicos y redes de centrales eléctricas. A principios de la década de 1990, durante la Guerra del Golfo, las bombas de grafito hicieron su debut durante la Operación Tormenta del Desierto. En ese momento, la Marina de los EE. UU. lanzó misiles de crucero Tomahawk desde barcos, arrojó bombas de grafito sobre Irak y atacó sus instalaciones de suministro de energía, paralizando el 85% del sistema de suministro de energía de Irak. A finales de la década de 1990, durante los ataques aéreos de la OTAN liderados por Estados Unidos contra Yugoslavia, la bomba de grafito utilizada por la Fuerza Aérea de Estados Unidos fue la BLU-114/B. El caza furtivo Fll7A atacó por primera vez la Red Eléctrica del Sur de China el 2 de mayo de 1999. provocando un corte de energía en 70 zonas del sur de China.
2. Un retrato real de cruzar el mar - bomba de humo
Como todos sabemos, el "humo" en química se compone de partículas sólidas y la "niebla" se compone de partículas pequeñas. gotas. El principio de las bombas de humo es provocar una amplia gama de humo químico en el aire mediante reacciones químicas. Por ejemplo, después de que se detona una bomba de humo que contiene fósforo blanco, el fósforo blanco se quema rápidamente en el aire. La ecuación de reacción es: (Este conocimiento se encuentra en los "Elementos de la familia del nitrógeno" de la Edición de Educación Popular de Química de la escuela secundaria) P2O5. reaccionará aún más con el vapor de agua en el aire para formar ácido metafosfórico y ácido fosfórico, la ecuación de reacción tóxica del ácido metafosfórico es: P2O5 H2O = 2HPO3, 2P2O5 6H2O = 4H3PO4, estas gotas de ácido reaccionan con partículas blancas que no han reaccionado.
Del mismo modo, el tetracloruro de silicio, el tetracloruro de estaño y otras sustancias también se hidrolizan fácilmente.
SiCl4 4H2O=H4SiO4 4HCl, SnCl4 4H2O=Sn(OH)4 4HCl, es decir, se combinan en el aire formando niebla ácida de HCl, por lo que también se pueden utilizar como bombas de humo. Durante la Primera Guerra Mundial, la Armada británica utilizó aviones para lanzar bombas de humo que contenían SnCl4 y sicl4 en sus buques de guerra, ocultando así hábilmente los buques de guerra y evitando los bombardeos enemigos. Las granadas de cortina de humo utilizadas por algunos tanques militares nuevos y modernos no solo pueden ocultar su apariencia física, sino que también tienen la función de evadir láseres infrarrojos y microondas, logrando así un verdadero "sigilo". Contar este conocimiento en la enseñanza estimulará la imaginación ilimitada de los estudiantes y mejorará su motivación para el aprendizaje.
En tercer lugar, active la combinación de la luz del cielo y el fuego del infierno: bombas incendiarias.
¿Has visto "Salvando al soldado Ryan"? Un soldado estadounidense utilizó una bomba incendiaria para quemar a los soldados enemigos en un túnel. Esta es una de las funciones de las bombas incendiarias en la guerra de túneles y la guerra de trincheras modernas. La gasolina se utiliza ampliamente como materia prima para bombas incendiarias debido a su baja densidad, alto poder calorífico y bajo precio (este conocimiento se encuentra en el Capítulo 2, Capítulo 5, High School Chemistry, People's Education Press). El napalm se elabora añadiendo un aglutinante que se combina con gasolina para formar un gel. Para atacar objetivos en el agua, algunos también agregan metales alcalinos activos y metales alcalinos, como potasio, calcio, bario, etc., a las bombas de napalm. El hidrógeno liberado por la combinación de metales y agua se volverá a quemar, aumentando la potencia. poder de combustión (conocimiento en esta área Capítulo 2 de metales alcalinos de química de secundaria en People's Education Press).
Para los tanques blindados, las bombas incendiarias tienen sus propias formas inteligentes de lidiar con ellos. Debido a que el polvo de aluminio y el óxido de hierro pueden sufrir una espectacular reacción de termita, calor 2Al Fe2O3 = Al2O3 Fe (este conocimiento se encuentra en el Capítulo 4 de High School Chemistry of the People's Education Press), el calor liberado por esta reacción es suficiente para fundir el acero en una estado líquido, por lo que se utilizan agentes de aluminio. Las bombas incendiarias resultantes pueden derretir el grueso blindaje de un tanque, haciéndolo intimidante. Además, las bombas incendiarias de termita aún pueden arder sin combustión de aire, lo que amplía enormemente su rango de aplicación. Utilice este conocimiento en la enseñanza para cultivar su creatividad.
En cuarto lugar, el producto del progreso y la matanza humanos: la pólvora.
La pólvora fue inventada y fabricada por primera vez por los trabajadores chinos y se utilizó principalmente en medicina. Según el "Compendio de Materia Médica", la pólvora tiene el efecto de eliminar la humedad, eliminar la peste y curar las llagas, lo que se puede ver en la palabra "medicina" en la pólvora. Más tarde, la pólvora se introdujo en Europa y se utilizó en asuntos militares. La composición de la pólvora negra militar es: 75% nitrato de potasio, 10% azufre, 15% carbón vegetal (a veces el polvo es marrón, también llamado polvo marrón). La pólvora negra arde violentamente con facilidad y la ecuación es:
(Este conocimiento se encuentra en el Capítulo 6 de química de primer grado de la escuela secundaria en People's Education Press)
Al mismo tiempo , el calor generado por la combustión hace que el gas se expanda violentamente, provocando que explote.
Con el desarrollo de la química militar aparecieron altos explosivos con mayor poder explosivo que la pólvora negra. Generalmente son compuestos orgánicos que contienen grupos nitro. En primer lugar, el ácido pícrico, también conocido como dinamita, está hecho de fenol. La ecuación de reacción es:
(Este conocimiento se encuentra en el Capítulo 6 "Derivados de los Hidrocarburos" en el segundo grado de química de la escuela secundaria publicado por People's Education Press)
La nitroglicerina era una sustancia química Accidente de laboratorio El ingrediente principal que se encuentra en los explosivos de alta potencia.
Se produce por la nitración del glicerol (glicerol), y la ecuación de reacción es:
(Este conocimiento está en el Capítulo 6, Derivados de los Hidrocarburos, Química de Segundo Grado de Secundaria, PEP)
< Más tarde apareció el TNT, un potente explosivo que ahora se utiliza ampliamente como explosivo en armas militares y como equipo estándar. Se produce por la nitración del tolueno y la ecuación de reacción es:(Este conocimiento está en el Capítulo 5 de "Hidrocarburos" del segundo año de química de secundaria en People's Education Press)
Además, el ácido nítrico amónico es un buen fertilizante nitrogenado y un alto explosivo. Cuando de repente se calienta a altas temperaturas o se impacta violentamente, explota. La ecuación de reacción es:
(Este conocimiento se encuentra en el primer capítulo de química de la escuela secundaria "Elementos de nitrógeno" en la edición de educación popular)
Explosiones en almacenes de nitrato de amonio (usado como fertilizante) Se han producido eventos tanto en el país como en el extranjero.
En cuanto a la pólvora sin humo, se elabora nitrando algodón (el componente principal es celulosa). El nombre químico es trinitrato de celulosa, que se introduce en los libros de texto de química de la escuela secundaria. Si este conocimiento se enseña en la enseñanza, aumentará el interés de los estudiantes en aprender y ampliará sus conocimientos.
5. Tecnología y muerte: armas químicas
Después de la Guerra del Golfo, un propósito importante de las inspecciones de armas de las Naciones Unidas en Irak fue eliminar sus armas químicas, que pueden usarse letalmente. . La primera aplicación de armas químicas en la historia fue el 22 de abril de 2005. El ejército alemán utilizó cloro gaseoso a gran escala en el campo de batalla belga, envenenando a 15.000 soldados británicos y franceses, y 5.000 de ellos murieron. El ácido cianhídrico amargo mata sin causar sangre. Si se soporta en la Segunda Guerra Mundial, los casos graves pueden provocar la muerte; las reacciones de las llamas se pueden utilizar para hacer bengalas de varios colores (este conocimiento se encuentra en el Capítulo 2 de High School Chemistry Alkali Metals en People's Education Press); puede absorber ondas de radar, se puede utilizar para el revestimiento externo de aviones furtivos (el conocimiento sobre el uso de AgZ o hielo seco para operaciones de lluvia catalítica artificial se encuentra en el Capítulo 4 de High School Chemistry de People's Education Press), que puede formar fuertes lluvias; inundaciones y se convierten en "armas climáticas", así como los tres hermanos de las armas nucleares: * * , bomba de hidrógeno, bomba de neutrones, etc. , todos estos tienen su presencia en la teoría de la química de la escuela secundaria.