蚂蚁大力日记
C252石柱中学(初中部)
曾俊霖
今天,在开春不久,我在树根旁边发现了一个蚂蚁窝,蚂蚁已经开始迈入新春的步伐,蚂蚁们在气味道路上排列整齐,时不时一些白色小粒或黄色小块从蚂蚁群头掠过,飞速地流向洞口。
突然,一只蚂蚁四脚顶地,鄂中夹着一个比它体型大3倍的面包屑,还有两只脚扶着,顶着一摇一晃地在蚂蚁队中前行,不到一分钟,距洞口还有10cm左右的位置,另一只蚂蚁顶过这只蚂蚁的面包屑,然后抬口洞中。
这个面包的重量至少是这只蚂蚁的5倍左右。可是,蚂蚁的力气怎么会这么大呢?这种微小的动物有这么大的力量吗?
于是,我回到家中,开始试验了:
我先叫大人们给我搬来一些红砖。我开始做实验:
1. 我先拿一块砖,手中有沉甸甸的感觉。
2. 我再拿两块砖分别放在两手,手中的沉重感又加了一倍。
3. 三块砖不好拿,我用一只托住,如果另一只手托住,几乎要落下来。
4. 我试了试六块砖,不到半分钟砖就落了下来,差点伤到自己。
5. 我拿两块砖让大人用秤称量:平均每块砖有0.8千克,6块转只有4.5千克,还不到我体重的1/20.
我的力气太小了,这样实验真没劲头。
于是。我开始将日光转向举重。那些举重运动员的排名让我很有兴趣。
电视中的举重运动员被划分多个重量级,每个级都是科学计算后的最大承受能力。我用人体能举起的最高重量比人体重量得出比值,发现这些值虽然大小不一,但整数数位上的数的最大的数字在2和4之间,比起蚂蚁又如何?
于是,我拿着收集瓶和镊子又上山来到这个蚁洞旁,在路上依次散好从小到大的饼干碎。出来的“探兵”马上找到了食物,又转身离去。不一会,工蚁们浩浩荡荡、成群结队地出现在我的视野间。
这时,我发现那最小的一块被一只蚂蚁抬走了,依次着,一块块饼干被蚂蚁抬走了,直到最大的那一整块。
不到五分钟,最大的一块周围围满了蚂蚁,而且越围越多,刚开始,爬上饼干的蚂蚁试图将饼干“肢解”,但做了无用功,于是,包裹在饼干上的黑色逐渐退去,蚂蚁们围在饼干周围,抬着饼干慢慢移动。我瞅住机会,一镊子夹起饼干,将饼干上的蚂蚁抖了下来,装在收集瓶中。然后一手捏着饼干,一手拿着收集瓶又回到了家中。借着大人的微量秤,测出饼干15克,蚂蚁共计3克,其力量比值为5,人与蚂蚁相比,真是差远了。 我又重新测试了几次,数值如下:(g)
项目/次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
面包重 |
25 |
30 |
40 |
55 |
蚂蚁重 |
10 |
11 |
12 |
11 |
比值 |
25/10 |
30/11 |
10/3 |
5 |
真不愧是大力士,对于人们来说已经是极限了,可蚂蚁的力气还没用完,无论哪一次测试,蚂蚁总是不负所望,轻松上阵。然后整齐地大声唱凯旋之歌回巢。
我尝试在蚂蚁身上发现什么线索。于是每天拿着放大镜在蚂蚁来往的路上等候着,偶尔抓两只蚂蚁来放大观察,但我看到的除了蚂蚁忙碌的身影和纤细的脚之外,一无所有。
我在外观察了几天,觉得没什么大发现,于是又回到书堆中探查答案。
经过长时间的调查取证,我从书中找到了答案:
科学家们也有这个地方的疑问,于是科学家们也有这个地方的疑问,于是科学家进行了大量实验研究后,终于揭穿了“蚂蚁为什么会有比自身大很多倍的力气”的迷。原来,蚂蚁脚爪里的肌肉是一个效率非常高的“发动机”,比航空发动机的效率还要高好多倍,因此能产生相当大的力量。我们知道,任何一台发动机都需要一定的燃料,如汽油,柴油或煤油等。但是,提供给“肌肉发动机”的是一种特殊的燃料。这种“燃料”并不燃烧,却同样能够把潜藏的能量释放出来转变为机械能。不燃烧也就没有热损失,效率自然就大大提高。化学家们已经知道了这种特殊“燃料”的成分,它是一种十分复杂的化合物。
这就是说,在蚂蚁的脚爪里,藏着有几十亿台微小的小电动机作为动力。
这个发现,激起了科学家们的一个强烈愿望——制造类似的“人造肌肉发动机”。
从发展前途来看,如果把蚂蚁脚爪那样有力而灵巧的动设备用到技术上,那将会引起技术的根本变革,那是的电梯、起重机和其他机器的面貌将焕然一新。现在我们用的起重机一般也是靠电动机工作的,但是作功德效率比起蚂蚁来说可差远了。为什么呢?因为火力发电要靠烧煤,使水变成水蒸气,蒸汽推动叶轮,带动发动机发电。这中间经过了将化学能变成热能,热能变成机械能,机械能变成动能这么几个过程。在这些过程中,燃烧所产生的热能有一部分白白地跑掉了,有一部分因为要克服机械转动所产生的摩擦力而消耗掉了,所以,这种发动机效率很低,只有30%—40%。而蚂蚁发动机利用肌肉里的特殊“燃料”直接变成能量,耗费很少,所以效率很高。
人们从蚂蚁“发动机”中得到启发,制造出一种将化学能直接变成电能的燃料电池。这种电池利用燃料进行氧化还原反应直接发电。它没有燃烧过程,所以效率很高,达到70%—90%,不仅如此,人们还掌握了磁流体发电技术,以代替低效率的热能转换,把以前火力发电热效率的35%用高速气流以1000米/秒的速度穿越安置在磁场中间发电通道,做切割磁力运动,使导电流体中的自由电子根据电磁感应原理做定向运动而产生电的方式提高到60%以上。
原来小小蚂蚁体内有如此多的奥秘,大自然真是一位伟大的创造家。所以,我们要怀着探索的勇气和智慧去发掘大自然的奥秘,改变我们的世界,造福人类,玩转三维空间。
评委点评:本文很有科学探究的套路,作者是一位具有严谨思维的小科学家,善于在生活中学习探究。建议:保持探究热情,生活周围到处都是未解之谜。