發(fā)明之路

探索群星

火箭還是航天飛機？這兩種航天器都能被發(fā)射到太空中去，但是航天飛機能在完成任務(wù)后返回地面，火箭卻不能。在20世紀(jì)，美國和蘇聯(lián)兩大陣營相互對立，“太空征服計劃”就是雙方對抗的一個重要方面。

目標(biāo)：太空

1961年，蘇聯(lián)首次發(fā)送運載火箭，載人進入太空，這個人就是我們熟悉的“太空第一人”——尤里·加加林。由于太空中沒有氧氣，普通燃料無法持續(xù)為火箭提供動力，所以科學(xué)家們發(fā)明了一種富含液氧的燃料來推動火箭。等到完成任務(wù)之后，有一個模塊會從火箭上分離出來，將宇航員帶回地球。

你以為這是最早的火箭？不！最早研究完成的火箭是德國在二戰(zhàn)期間發(fā)明并使用的彈道導(dǎo)彈——V2火箭。你知道嗎？第一個在太空中旅行的生物不是人類，而是一只名叫萊卡（Laika）的狗。

突破地球的大氣層

要探索太空，人們首先要解決一個重大挑戰(zhàn)，即如何擺脫地心引力。這就要求火箭的速度必須達到第一宇宙速度——每秒7.9千米。美國的“阿波羅號11號”能夠在1969年登上月球，正是依靠這種非凡的速度。火箭最常執(zhí)行的任務(wù)是運載衛(wèi)星，并且將衛(wèi)星運送到預(yù)先設(shè)定的位置。

航天飛機

航天飛機能夠返回地球。首先，航天飛機需要依靠火箭運載進入太空?；鸺陲w行達到一定高度之后，與航天飛機脫離。然后，航天飛機在地面計算機的控制下繞地球飛行，完成任務(wù)后便執(zhí)行返回命令，最終在地面跑道上降落。

在鐵軌上

乘坐軌道交通旅行可以追溯到19世紀(jì)。這種出行方式與電氣工程的發(fā)展有關(guān)，因為是以電作為動力，所以那個時代被稱為電氣時代。與蒸汽機車相比，軌道交通對環(huán)境的污染少了很多。

火車

1870年，坐火車和輪船從巴黎到倫敦需要10多個小時。由于當(dāng)時的火車以煤為動力燃料，發(fā)動機正后方需要給火車供應(yīng)煤和水，這使火車增重了很多，再加上要靠火車頭拉動車身前進，所以火車運行的速度就比較慢。當(dāng)時的火車鐵軌固定在木質(zhì)枕木上，軌道的下面鋪著大量的沙子和鵝卵石，雨水可以滲透進去，避免積水。

高速列車

2007年，法國制造的高速列車“歐洲之星”號從巴黎到達倫敦只需2小時15分鐘。早在1964年，日本就開通了世界上第一條高速列車，火車軌道配備了混凝土枕木，列車運行速度可達到每小時210千米。目前，很多國家大力發(fā)展的是一種新型高速列車，發(fā)動機被安裝在列車的每一節(jié)車廂，使列車能夠以平均每小時360千米以上的速度運行。

地鐵

從1863年起，地鐵開始在倫敦運行。當(dāng)時的機車還是以蒸汽為動力，不但非常嘈雜，而且會產(chǎn)生大量的煙霧。后來，機車配備了電動馬達，相對安靜且干凈了不少。這比巴黎地鐵早了30多年，巴黎的第一條地鐵線于1900年投入使用，列車以每小時30千米的速度運行。此后，地鐵技術(shù)不斷改進，現(xiàn)在巴黎有兩條地鐵線路是全自動的，沒有司機，車門的開關(guān)由計算機系統(tǒng)控制。

有軌電車

有軌電車依靠電力運行，速度快且經(jīng)濟實惠。過去，它是通過“辮子”與電網(wǎng)連接的，但高空架設(shè)電線會給城市帶來不便，所以新技術(shù)是從地面給有軌電車供電。這樣，有軌電車不但不會破壞周圍景觀，反而成了城市中心地帶的一條風(fēng)景線。

小知識：

通常古老的蒸汽機車緊跟著車頭的車廂是儲煤車，功能是儲存燃料（木材、煤炭、柴油）和水。

石油，現(xiàn)代生活的伙伴

18世紀(jì)以前，人類還沒有廣泛地開采石油。一直到了21世紀(jì)，石油才成為人類活動不可缺少的能源。石油歷史久遠，在古代就已為人們所熟知，石油也曾被稱為巖油，人們用它來涂抹船體從而起到防水的作用。有文章記載，早在唐朝時期，中國人就將石油用于照明，只不過那時的石油是未經(jīng)加工的原油。

大規(guī)模開采

19世紀(jì)，石油再次被用于照明并受到重視。1859年，美國人發(fā)掘了第一批油井;1900年左右，人們建造了井架以便于深度開采石油資源。挖掘出來的原油需要精煉，然后制成各種石油產(chǎn)品。

汽油發(fā)動機和汽車的發(fā)展

汽油是石油的衍生物。汽油發(fā)動機是使用汽油作為燃料的內(nèi)燃機，汽油發(fā)動機與蒸汽發(fā)動機相比有許多優(yōu)點：重量輕、功率大、自主性強……內(nèi)燃機的工作原理是燃料和空氣的混合物輸入機器內(nèi)部，燃燒產(chǎn)生熱能并轉(zhuǎn)化為動能，從而驅(qū)動發(fā)動機氣缸內(nèi)的活塞。這種“內(nèi)燃機”的出現(xiàn)為汽車行業(yè)的進一步發(fā)展鋪平了道路。

從石油到塑料

化學(xué)家們將石油中的簡單分子組合成長鏈進而制造出塑料。用這樣的方法可以制作不同強度的塑料，并且易于著色、拉伸、熔化和定型。

石油無處不在

日常生活中的許多物品都能看到石油的影子：眼鏡、玩具、蠟筆、衣服、瓶子、食品包裝、汽車材料等等。