十万个为什么

房顶铁皮会用另外一种比较便宜的金属来镀，那就是锌，而且镀锌铁皮比镀锡铁皮还要更加耐用。
你或许会问：那么，为什么不用镀锌铁皮来制食品罐头或者炖锅、饭锅、糖罐呢？
这个道理非常简单：锌根本就不怕水，但是，一遇到酸，即便是很弱的酸，它也很容易受到腐蚀。在我们所吃的食物中，弱酸是极为常见的，比如说酸模草、苹果等。锌和酸化合生成的锌盐具有很强的毒性。因此，在锌制的器皿中煮食物或者保存食物是非常危险的。然而，像水桶或者浴盆这样的东西就完全不同了。所以这些东西常常会用锌或者镀锌铁皮来制成。铁即便是镀上了一层别样金属也仍然需要特殊关照。每隔一段时间就要油漆一遍房顶，把生锈的地方完全换上新的。
人类必须要关心铁，就像关心一个生物一样。必须要使它不能生病——生锈。
铁器是用什么做成的？
铁器是用什么做成的？当然是用铁做的了。那你可就又错了。所有我们认为是铁制的东西——餐叉，钉子，马蹄铁，拨火棍——实际上都不是用铁制成的。
如果要说得更准确些，它们都不是用纯铁制成的，而是用铁和碳或者与别种物质混合制成的。
不含任何杂质的纯铁在价格上是非常昂贵的。假如用纯铁制成一根非常普通的拨火棍就要花费很多金钱。而且，这样的拨火棍不仅造价高昂，还不如普通的铁制拨火棍好用。
纯铁是非常柔软的。用纯铁制成的拨火棍第一次捅炉子就会变得弯曲。纯铁的钉子无法钉到墙壁里面去，而纯铁的刀子也只能用来裁纸。纯铁是这样柔软，这样容易延展，甚至能够变成一张“铁纸”，比卷烟纸更轻更薄。
平常总跟我们打交道的铁中总含有很多杂质。当然了，不是所有的杂质都能够改变铁的性质的。比方说硫，它就能够损害到铁，使铁变得很脆。而碳则是铁最好的伴侣和最忠实的朋友。铁里面几乎总是有碳的。
铁里面怎么会有碳呢？
事情是这样的：铁是由从地下开采出来的矿石中炼得的。而铁矿石则是铁和氧的化合物。要想从矿石中炼出铁来，就需要把矿石放到大炉子里与碳混合在一起。这种炉子的模样就像炊壶的烟筒，矿石和焦炭从上面装进去，而空气则从下面鼓进去。家庭主妇在给炊壶或者熨斗点火的时候也采用这种方法。当然，往炼铁炉里鼓空气是不能用嘴吹的，而是要用强大的鼓风机。
焦炭燃烧得很热，把矿石里面的氧全部反应掉了。这样一来，铁就从矿石中被提炼了出来，一直向下流到了炉底。
不过，熔化的铁液要溶解碳，就像热水溶解糖一样简单。所以，在炉子里面形成的并不是纯铁，而是碳溶解在铁里的一种溶液——生铁。铁从来到这个世界的第一天起就和碳紧密地结合在一起。
如果把空气鼓进熔化的生铁里面去，一部分碳就会烧掉。因此，可以用这样的方法来把生铁制成钢和熟铁。
生铁为什么不像熟铁，熟铁为什么不像钢？
铁的每一个性质都是由它的含碳量决定的。
假如你比较一下熟铁制成的拨火棍、钢制的小刀和生铁的小饭锅，你就会发现：它们似乎是用完全不同的材料制成的，它们之间没有丝毫的相像之处。
咱们先来说说熟铁制成的拨火棍，它的样子十分朴实，质地粗糙，表面蒙着一层薄薄的褐色氧化铁皮。它在弯曲之后不能自己伸直。你没必要对它客气，不管怎么敲击它，它都不会折断。另外，它也不怕吃苦，让它去做翻动劈柴或者煤一类的工作，根本不在话下。
钢制的小刀，它非常好看，既光亮又锋利。如果将它弯曲，它可以自己伸直，因为它具有很强的弹性。但是，如果把它弯曲得太厉害了，它就会断裂。假如让小刀去做拨火棍应该干的工作，它很快就会只留下一些碎片。不过，单论它的本职工作，它可是一把好手，不管是切还是削，抑或是劈，它都干得非常出色。
生铁制成的小饭锅是灰色的，几乎接近黑色，这是因为它里面掺杂着很多碳。它是非常脆弱的，如果用锤子去敲击它，它一定会碎裂。
生铁不能用来翻动劈柴或者劈劈柴，而炒菜做饭就是另外一回事了。那样的事情它是完全能够应付的。
制造这三种东西的方法也是完全不一样的。
拨火棍是用烧红的熟铁块锻造而成的。熟铁在被烧得通红的时候就会变得非常柔韧，因此，可以用铁锤将其锻打成你所需要的任何形状。小刀也同样是锻打而成的，可是在此之后还需要淬火：在烧红之后把它浸泡到冷水里面。如此一来，钢就会变得更加坚硬了。
生铁却是不能够锻打的，因为它一经强热就会立刻熔化，从而变成液体。而熟铁和钢就完全不一样了，它们在熔化之前就会先变软。也正是由于这种变软的状态，怎样合适就可以怎样去处理它：锻打，冲压，轧成带子。
小饭锅则不是锻打成的，而是浇铸成的：把熔化的生铁浇注到用干土制成的模子里，并最终使其凝固。
以上这些不同，完全是由碳掌控的：熟铁里面的碳较少，而钢里的碳则略多一些，生铁里面的碳最多。
你可以非常容易地搞清楚小刀这种钢材里面的碳含量究竟多不多。
用砂轮将其磨一磨，注意观察从刀锋上面迸出来的火花是什么样子的。如果火花的分支很像树枝，那说明钢的含碳量不低。火花的分支越多，含碳量就越高。假如火花形成了一条直线，没有什么分支，那就说明小刀不是钢制的，而是熟铁制成的。
有些时候，你可以从这种最简单的表象中判断出来某种东西是由什么制成的。
会生病的纽扣
锡能够防止铁生锈，但是，它有些时候自己却会生起病来，虽然这样的情况是非常少见的。然而，锡所生的这种病，却是一种不折不扣的瘟疫。假如某一个地方出现了这种病，很快就会蔓延开来，从而传染给邻近的每一件锡器。
最近一次发生这样的瘟疫是在八十年前的圣彼得堡。存放在仓库里面的军装纽扣上会突然出现一些可疑的斑点。而且，所有的纽扣上很快就布满了这种黑色的斑点。人们都觉得很诧异，没有人知道究竟出了什么事情。想要挽救这些生病的纽扣，可是却束手无策。纽扣一个接一个地变得又疏又松，直到最后成为灰色的粉末。
对于这种怪症的病因，科学家们花了很长时间也无法找出来。直到最后才弄明白到底是怎么一回事：纽扣生病是因为受到了感染，伤风感冒了。
原来，锡有两种形态，分别是白色的和灰色的。这让我们想到了碳，碳也不止一种形态，而是有好几种形态：普通的碳、石墨和金刚石。
白色的锡能够转化成灰色的锡，灰色的锡也能够转化成白色的锡。如果想让白色的锡转变成灰色的锡，就要先传染它：只要在里面加入一丁点儿灰色的锡就可以了。然而，仅仅传染还是不够的，你还必须要让它受凉：温度不能超过二十摄氏度。





十万个为什么 第6章 厨房锅架(2)
那么，仓库里面的纽扣的情况是什么样子的呢？由于某种原因，仓库里出现了灰色的锡，而且那里的温度又非常适宜——仓库里是不会生火的。只要有一点灰色的锡落到纽扣上，纽扣立刻就会呈现很多斑点，并且越来越多。从一颗纽扣传染到另一颗纽扣。最终，这种“灰锡瘟疫”便席卷了整个仓库。
有没有黄色的铜？
关于生铁、熟铁和钢的话题，我们已经谈得不少了，然而，我们却完全忽视了铜炖锅的存在。
有不少炖锅都是红铜制成的。也可以简单地认为它们是铜制的，因为没有不是红色的铜。我们常常会提到黄铜，可是，黄铜根本就不是铜，而是铜和锌的合金。我们使用的门把手正是这种合金制成的。黄铜里面只有一半是铜，不管怎么说也超不过三分之二。黄铜的含锌量越高，颜色就越浅。假如含锌量超过了百分之五十，黄铜就几乎变成了白色。这就意味着，我们可以通过看颜色的方法来判断黄铜里面的锌究竟多不多。
我们在这里所说的炖锅是非常爱清洁的，如果不把它们擦拭干净，它们的表面上很快就会蒙上一层褐色或者绿色的东西。
这样的一层薄薄的东西就是铜锈。铜和铁之间有着很大的区别：铁生锈会一直生到里层，而铜生锈，或者说所谓的氧化，只发生在表层。在表层生出的氧化薄膜自己就会保证铜不再受到腐蚀，就像在表面涂上一层油漆一样。
这就是为什么会有很多青铜能够保存到我们现在这个时代的原因了，因为它们穿上了一层绿色的衣服，从而使自己多少个世纪都不会受到氧化。
铜币也很快就会变得晦暗无光，因为它们的表层被氧化了。当然，你也可以很容易地就使它们焕然一新——只要把它们放到氨水里就可以了。铜的氧化物会溶解在氨水里，把氨水变成美丽的蓝色，而铜币又重新变得光彩熠熠了。
黄铜（铜和锌的合金）的氧化要比纯铜慢很多。
现在，让我们来看看炖锅的内壁，它的内壁完全不像外面所看到的那样：不是红色的，而是白色的。这些东西是我们的老朋友了，它的名字叫做“镀锡”。这层镀锡可以保护铜不受到食物里面的酸和盐类物质的侵蚀。要知道酸性的和含盐的食物会腐蚀铜器，而它所产生的铜盐就像是给人下了最毒的毒药一样。如此说来，镀锡不仅能够防止铜接触食物，也能够防止食物接触铜。
除了瓦罐以外，还有什么东西是黏土制成的？
说起来也真是难以置信啊，那些摆放在集市上和碗铺里的所有发亮描花的瓦罐和盆钵竟然都是由最普通的黏土制成的。当我们不得不在乡间泥泞的小路上行走的时候，我们会咒骂，而我们所咒骂的东西正是这种黏土。
可是，并不仅仅瓦罐和盆钵是这样，那么，还有什么东西是用黏土制成的呢？砖、碟子、水泥、颜料以及洗白色衣物时用的蓝粉，这些东西都是由黏土制成的。而且，最妙不过的事情就是各种各样的黏土里面都含有铝。
就在不久之前，还只有科学家知道这种银白色的轻金属，可是到了今天，差不多家家户户的厨房中都能够找到铝锅。其实，这也没什么大惊小怪的，你知道的，铝并不像铁那样爱生锈，而且又不会被酸性食物腐蚀。尽管它害怕肥皂和碱，可这个小缺点还是可以原谅的。
人们往往把铝叫做“土银”，然而，铝跟银实际上还差得很远呢。它的银白色很快就会变成灰色，这是因为它在空气里蒙上了一层薄薄的氧化物。尽管这层氧化物能够保护铝不再继续被氧化，可是也同时改变了铝的外观。另外，它与铜的氧化物是有区别的，因为它是无毒无害的。
用铝做材料不可能制造出永远闪闪发光的东西。不过，它所具备的一个性质却是金银铜铁都不具备的，那就是它很轻，一般只有铁的三分之一重。这对于飞机的制造来说尤为关键，一般来说，飞机越轻就应该越好。
铝能够跟很多种金属混合制成非常有价值的合金。比如说硬铝就是铝和镁、铜、锰的合金，只有钢的三分之一重，却拥有钢一样的强度和硬度。
因此，我们脚下所踩的黏土，原来是一种非常有价值的金属的原封未动的矿物！到现在为止，铝仍然是从别种矿物——铝矾土和冰晶石中提炼得到的。从黏土中提炼铝还是一件非常困难的事情，而简便的方法还没有被创造出来。
瓷器并不是用我们脚下所踩的那种黏土制成的，它是用高岭土制成的。
高岭土是一种非常纯净的白色黏土，比较稀少，不是轻而易举就能够找到的。在我们北方就没有这样的黏土。在我们圣彼得堡这种地方，常常可以看到普通制砖的黏土，那里面掺杂着各种各样的杂质。
在那些杂质之中，有好几种是很容易从黏土中分离出来的。
将一小块黏土放在杯子里面，用水调和。这时，所有沉重的杂质都会沉到杯底，而黏土则仍然留在水中，形成了一种悬浮的混浊液。接着，把这些混浊液倒在另外一只杯子里面，黏土中较轻的颗粒会慢慢地沉到杯底，水也变得差不多完全清澈了，而杯底则形成了一层黏土层。可是，原来那只杯子中却留下了大量的粗石灰石和沙砾。
现在，这两只杯子里面所发生的事情正是自然界中自然而然的奇观。
对于那个混合着沙砾的黏土块，你可以把它当成一座巨大的花岗岩山脉，而倒在杯子里面的水则成了山涧中奔腾的激流。
不管花岗岩有多么坚固，它总是怕风怕水的。过了一段时间之后，花岗岩山脉就会风化成沙砾和黏土。
山涧中的激流带着沙砾和黏土往下流。砾石和粗沙沉淀得比较快，而黏土和细沙则沉淀得慢很多，它们会沉积在水流比较缓慢的地方。
这样一来，河底就形成了一层黏土层。河水干涸或者改道之后，黏土层就被保留了下来。而那些被水流冲得圆滑的小卵石，就如同我们杯子中与沙子混合在一起的那些砾石一样。它们在提醒着我们，那里在过去的某个时候是河流，可现在却消失得无影无踪了。
除了砾石和沙子之外，黏土中还存在着其他的杂质，比如说铁锈，它会让黏土变成红色或者黄色。正是由于这个缘故，用黏土烧出来的砖头是红色的，尽管没有任何人给它上过色。另外，黏土本身就经常被用来制造颜料。比如说赭土，这是一种红色或者黄色的黏土，里面含有大量的铁的氧化物。
其实，花岗岩变成沙砾和黏土，还不如黏土变成最普通的厨房里使用的瓦罐那样奇怪。
你可以试着比较一下一小块黏土和一块陶瓷碎片。黏土是非常疏松的，很容易散掉；而陶瓷碎片则紧致密实。
黏土一遇到水，就会被泡得软软的，进而变成泥浆；而陶瓷碎片遇水则不会起任何变化。
黏土可以被塑造成你所需要的任何一种形状：可以把它塑成模型，压成薄片，捻成细条；而陶瓷碎片的形状则不能够轻易改变，除非你把它打碎。
如果你想了解这一切，那就自己动手制作一个瓦罐吧。做这件事情并不怎么困难，俗话说，“烧瓦罐不要神仙”嘛！
厨房里使用的瓦罐能够给你什么启示？
如果你想用黏土捏成一只瓦罐，那就应该先准备好黏土团——在黏土中加水并调和均匀。然而，我们不要对所有的事情都想当然，而是还要追问一个问题：不用水可不可以？
实际上是完全可以的。现如今已经发明出来了一种冲压机，能够不用一滴水就制造出来各种各样的黏土制品——瓦、陶器、铺地的瓷砖。把干黏土放在钢模子里，用钢做成的冲压机来压。不错，这样做需要很大的压强——200大气压。你知道这样的压强有多大吗？
如果在一本书上加上如此大的压强，那就需要在它上面一辆叠一辆地压上四辆满载货车的车厢。不过，我和你都没有这样的冲压机，假如用手给黏土加上这样大的压力，显然是不可能的。
就像润滑剂可以有效地减少机器里的摩擦一样，黏土团里面的水分也可以减少个别黏土颗粒之间的摩擦。你知道的，其实模子所起的作用就是使黏土的颗粒各就各位。另外，水不是让它们分散的，而是使它们彼此更加靠近。
而且，事情远不止这些：我们在用压机模制造黏土制品的时候，不仅要使它们变形，还要把它们压得更加结实。
在这个时候，水又帮了我们一个忙。
当黏土团所制成的东西变得干燥的时候，水就完全蒸发掉了。由于黏土之间的颗粒离得很近，所以我们制造的东西就变得更加结实。
当黏土干燥的时候，黏土制成的砖会缩小整整四分之一。
唯一一点美中不足的就是黏土制品干燥之后常常会开裂，就如同干燥的池塘底部一样。我想你也应该看见过黏土地因干燥而产生的那些裂缝吧，它们让人想起了地震时地面上所形成的那些大裂罅。也许有那么一只蚂蚁，在它看来，池塘底部的裂缝就像是一个深渊，甚至连朝里面望一望都会吓得心惊胆战。
如果要使黏土干燥的时候不开裂，就得往里面掺入一些沙子。分散在黏土里面的沙子可以把黏土颗粒紧紧地夹在一起，就如同一副坚实的骨架一样，使它不会收缩得过于厉害。
在我们把所有情况都搞清楚之后，我们就可以开始工作了。
首先，取一小块黏土（可以向任何一位修炉匠要一块），加入三分之一的水，再慢慢地揉和。如果水加得过多，黏土团就会黏手；如果过少，黏土就会又松又散。
在黏土团中加入少量的细沙，仔细地揉和，使一粒细沙也看不出来。现在，唯一要做的事情就是把它捏成小罐了。
黏土也有不同之处：有的黏土需要多加些沙子，有的需要少加，所以，当你第一次揉黏土团的时候很有可能揉不好。最好用实验来确定黏土团中的成分。一个小罐不行，那就再做一个，直到合适为止。
现在，一个小罐终于完成了，可是，它看起来十分不规则，非常难看。如果从上向下看，你所看到的不是圆形，而是被拉长了的，就好像一张双颊肿胀的脸一样。
如果你想要做得更好些，那就更困难一些了。你知道的，你要依靠眼睛使得罐壁各处到中心的距离都一样，这是非常困难的。困难得就如同不用圆规画一个圆一样。
陶工制罐时是在一个特制的旋盘上进行的。
这个旋盘叫做陶工旋盘，是装在一根轴上旋转的一块圆板。旋转的时候，陶工把一块黏土团放在板子的正中央，把大拇指摁进黏土团里，而其余的四根手指则在外面将其扶稳。
这时，黏土团会随着陶工的手指慢慢形成圆形的罐壁。
这就如同我们画圆一样，圆规不动却旋转纸张。实际上，圆规——就是不动的陶工的手，而转动的纸则是陶工旋盘的圆板。
不管怎么样，我们总算把罐子给捏出来了。接着，我们要把它先放到架子上去晒上两天。等它干了之后，还得再烧一下。如果罐子不烧的话，就盛不了水。没有烧过的黏土一遇水就会重新变成黏土团。原本还好好的一个罐子，可是一遇水就变成一滩烂泥了！
烧制的工作是在窑里进行的，罐子会被放到炽热的煤炭上。
在这个时候，或许会发生一件令人十分扫兴的事情。那就是如果罐子没有干透的话，它就会裂开。
黏土中的水分遇热而变成水蒸气，而水蒸气所占的地方要远远多于水，所以它就冲破罐壁跑了出来。如果你想要防止这种情况的发生，就一定要使罐子干透。
趁罐子还待在窑里的时候，我们来想一想，我们为什么要把它放到窑里去烧呢？
燃烧的时候，黏土中的颗粒就互相连接起来了。这就意味着烧过的陶瓷片中已经不是一经水打湿就容易移动位置的个别黏土颗粒了，而是成为了像海绵那样的一整块。正是由于这个原因，陶瓷片也就不能再做成黏土团了。
几个小时之后，我们的罐子终于烧好了。它的颜色变成了砖红色，已经可以用来装水了，不再害怕水把它泡软了。
然而，它却还有一个大缺点，那就是会不断地渗水，尽管渗得很慢。在相连的黏土颗粒之间都存在着小孔，水会从这些小孔中渗出来。
假如你拿过来一只不是自制的而是真正的厨房中使用的瓦罐看一看，你就会发现，它的外表有一层透明的薄膜。这层薄膜，或者把它称为釉，能够把陶器里面的小孔完全堵住，这个道理就像玻璃把屋子里的窗口堵住一样。假如我们能够把身体变小，小到可以钻进陶器的缝隙中去，我们就如同置身于曲折蜿蜒的岩洞中一样，这个岩洞贯穿着整个由黏土颗粒构成的石壁。刚开始的时候，我们周围一片漆黑，可是，到后来你再看，终于出现了一丝光明。我们急急忙忙地朝那个地方跑去，可谁知却碰上了一道透明的、无法穿透的墙壁。我们往回走，走上了另外一条路，先向左转，接着再向右转，可不管走到哪里都遇到同样的障碍。这座石牢的所有出口似乎都被一层透明的釉给紧紧封住了。
给罐子上釉最简单的方法就是把盐、水和沙子调和起来，在烧罐子之前，把这种混合物涂在罐子的表面。盐、沙子会和黏土融合在一起，我们于是便得到了一层釉。




十万个为什么 第7章 碗柜(1)
厨房里用的瓦罐的显贵亲戚
除去铝锅和硬铝制造的飞机之外，瓦罐还有其他的亲戚。那些亲戚也住在你的家里，可并不在厨房的锅架上面，而是在一间又大又漂亮的屋子里，这间屋子就是我们的碗柜。
浅盘、深盘、茶杯、茶碟、打断了一个柄的糖缸和打破了嘴的茶壶——它们排成一队，就像是在接受检阅一样。这些东西全都是用发亮的白色上釉的粗瓷制成的。而最好的一件瓷器就是那只细瓷的、有柄的大杯子，上面画着一条浅红色的河流，河边有一个浅红色的磨坊，一个浅红色的渔夫拿着一根浅红色的钓竿。
而我们那些釉色灰暗的粗陋瓦罐怎么能和这些精美瓷器相比呢？然而，假如没有了瓦罐，细瓷杯子也就不存在了。
如果你想要做出细瓷器，那就要先学会制作瓦罐。
瓷器究竟是谁发明出来的？
在沿海国家——法国、丹麦、瑞典——的一些靠近海岸的地方，有很多狭长而平缓的土丘。把这些土丘掘开看一看，原来是各种各样的废物：鱼骨、贝壳、没有肉的动物骨骼、由石头制造的刀子和刮削器、鹿角制成的鱼叉和锄头。显而易见，这里的某个时候曾经住过原始人，那些人把厨房里所有的废物和坏掉的工具全都扔在了住所的附近。
日久天长，污水坑逐渐变成了一整座山丘，绵延几百米远。我们在这个“厨房垃圾堆”里也找到了瓦罐的碎片。原始人所使用的瓦罐与现如今的瓦罐是有很大区别的：没有上釉，底部不是平的，而是尖的或者圆的。