蠟燭的化學史––第三章:蠟燭燃燒產生水、水中的氫/胡景瀚、林奕秀

星期六 , 19, 四月 2014 Leave a comment

蠟燭的化學史

The Chemical History of a Candle 

作者:Michael Faraday(麥可‧法拉第)
譯者:胡景瀚*、林奕秀

國立彰化師範大學化學系
*
chingkth@cc.ncue.edu.tw

第三章 蠟燭燃燒產生水、水中的氫

n  蠟燭燃燒產生水

我想你還記得,上次演講結束的時候我們談到蠟燭燃燒的「產物」;只要在燃燒蠟燭時適當地操作,我們就能從蠟燭的燃燒過程中得到各式各樣的產物。有的產物在蠟燭燃燒不完全時產生,例如碳或煙;有的產物來自火焰,但並不像煙,而是以其它型態隨著氣流上升後,變成看不見的東西,接著逸散成為大氣的一部分。還有別的產物值得一提。你記得的,從蠟燭上升氣流的研究中,我們發現氣流中的一部分接觸冷湯匙、乾淨盤子或其它冷的東西時會凝結;但是有的部分卻不會凝結。

我們先來研究、檢視會凝結的部分吧。嗯,很妙的是,我們發現這些凝結的產物就是水,沒有別的,就是水!上回我偶然間提到水,只是要說水也是蠟燭燃燒作用產生的;但今天我想把你的注意力拉向水,特別是從和我們的主題有關的角度,好好地檢查水這個物質,我們也將討論在地球表面的一般的水。

先前我們做過一個實驗:從蠟燭的產物凝結出水,現在就讓你看看這些水。要一次在這麼多人面前呈現水,最好的方法是演示有關水的顯而易見的作用,然後藉這作用來檢測我們在容器底部蒐集到的液體。我手上有個戴維爵士發現的化學物質,這個東西會和水發生很活躍的反應,我打算用它來測試水的存在。它叫做鉀,來自碳酸鉀——如果我拿一小塊丟進水槽,只要裡面有水,鉀就會劇烈燃燒、急速漂動,並產生激烈的火焰。現在,我要把碗底下燃燒的蠟燭移開(圖11),碗裡面盛著冰和鹽,你看到碗底下懸著一滴水——蠟燭凝結的產物。鉀與這滴液體發生的反應和我們剛才做的小實驗一樣,把鉀丟入水槽。你看!它著火了,而且燃燒的方式一樣。我把碗底下的液體滴到這個玻璃板上,然後把鉀丟進液體,它馬上燒起來,證明這裡有水,也證明了水是蠟燭燃燒產生的。

圖11

同樣的方法,如果我把油燈放在玻璃罐下方,很快地,玻璃罐子會變得潮濕,有小水珠附在玻璃上——這些小水珠就是燃燒作用的產物;我會讓油燈繼續燃燒,然後看看我們能蒐集到多少水。這樣,如果我把某種冷卻裝置放在煤氣燈上方,也會得到水,這些水也是氣體燃燒的產物。在這個瓶子裡有些水,是相當精純、經過蒸餾的水,來自煤氣燈的燃燒作用——和你從河水、海水或泉水蒸餾出來的水沒有一丁點兒不同。水是種單一物質;它不會改變。我們可以細心控制,收集更多的水,或者把水移開,從中取得其它物質;但是水就是水,永遠是一樣的,無論處於固態、液態或氣態。這瓶(手上拿著一瓶液體)也是油燈燃燒製造出來的水。要是燃燒完全的話,一公升的油燃燒後會產生多於一公升的水。這罐也是水,取自蠟燭長時間的燃燒作用。我們將會知道,幾乎所有的可燃物,它們的燃燒都產生水。你可以在家自己動手做這個實驗:火鉗的前端挺適合拿來試試,只要它可以在蠟燭上面維持一段涼的時間,那麼火鉗上面就會出現凝結的水珠;一隻湯匙、勺子或其它東西,都可以拿來試試看,只要材料是乾淨的、可以耐熱,你就能得到凝結的水。

從「可燃物的燃燒」進入「水的製造」這神奇的過程之前,首先我要讓你曉得,水可能在不同的條件下存在。雖然你已經熟悉它存在的所有形態,但我們還是要把注意力放到「水」上;這樣我們就可以理解,儘管水變化多端,[10]水絕對還是同樣的東西,無論它來自蠟燭、來自燃燒作用或來自河流海洋。

首先,水在很冷的情況下會成為冰。現在,我們科學家[11](希望我們都能被歸類為這種人)認為水就是水,無論它是固態、液態或氣態——在化學上我們都稱之為「水」。水是兩種元素的化合物,其中一種可以從蠟燭得到,另一種則要從別處取得。[12]水可能以「冰」的樣子出現,今天你就看到了好些次。冰變成水(上星期天發生在我家裡的慘劇)就是冰的融化。當溫度上升,冰就變回水;溫度更高的話,水就變成水蒸氣。我們面前的這杯水正處於密度最大的狀態;即使它改變重量、狀態、形態或其它性質,它還是水;我們降溫、把水變成冰,或加熱變成水蒸氣,都會增加體積——聽起來很吸引人又很厲害吧,這同時又是非常、非常奇妙的現象。舉個例,我現在將水注入錫罐裡,你看我倒進多少水,並預測看看水會到多高:現在水大約距離底部約5公分。然後我把水轉化為水蒸氣,好讓你看看水在液態和氣態時的體積會如何地大不相同。

n  水變成冰時體積會增加

讓我們來看看水變成冰的例子:鹽和碎冰的混合物可以降溫,[13]進而把水變成冰。這樣做做實驗可以讓你看到,水發生變化時體積膨脹的情形。這些罐子(手上捧著一個)用堅硬的鐵鑄成(圖12),又厚又硬——它的厚度大概有1公分;我小心地將罐子裝滿水,好排出所有空氣,然後把蓋子旋緊。我們將會看到:當水在這些容器裡結凍時,因為罐子裝不下結凍的冰,膨脹的體積會把罐子撐破,最後變成這樣子碎的東西(指向一些碎片)——它們曾經是個鐵罐,就跟我手上的一模一樣。我要把這兩個裝滿水的鐵罐放進鹽和碎冰的混合物,好演示給你們看:當水變成冰時,體積的變化是相當驚人的。

圖12

在罐子裡的水還沒結成冰的時候,我們來看看另一頭的實驗:當我們把水加熱時發生了甚麼變化?它逐漸失去液體的形態。你可以從另外幾種狀況中發現到這個變化。燒瓶裡的水正在沸騰,我在瓶口蓋上錶玻璃。你發現了嗎?這瓶子不太穩定、嘎嘎地響,像是吵個不停的活塞;因為滾水產生的蒸氣鼓得活塞跑上跑下,有些蒸氣還趁機衝了出去,所以才這樣撞來撞去、嘎啦嘎啦響。這原理並不難懂,原因在於燒瓶充滿了蒸氣,不然蒸氣也就不會衝出來了。你還看到,燒瓶裡的蒸氣比原本的水還多,因此蒸氣一次又一次的充滿整個燒瓶,然後散逸到空氣中;但同時你沒有感覺水消失了很多,這表示當水變成蒸氣時,水蒸氣膨脹造成體積大量地增加。

剛才我已經把裝水的鐵罐放入冰和鹽的混合物,現在你們可以:看看發生了甚麼事。就像你看到的,罐子裡的水和罐子外面的冰是分開的,它們之間沒有物質交換。不過它們之間卻有熱的傳導;如果我們成功的話……今天,實驗進行得有點匆忙。一旦罐子和裡面裝的東西變成冰的時候,我想你會聽到罐子迸出「啪」的一聲;而當我們來檢查這些罐子時,會發現裡面的液體已經聚成一塊塊的冰。因為水變成冰時,體積會膨脹,原本裝滿水的鐵便罐顯得小了,裝不下這些冰。如你所知,冰會漂在水面上;在河流結冰的季節,如果小男孩從冰洞掉進水裡,他可以攀住一片冰,好浮回水上。為什麼冰會漂在水上呢?想一想這個問題,然後分析看看。這是因為水結冰後體積變大,相較之下冰比較輕,而水則是較重的。

n  水蒸氣的體積遠遠大於水的體積

我們現在回到加熱水的動作。看看從錫罐冒出來的蒸氣。你仔細看,我們一定製造了很多水蒸氣,才會冒出這麼多來。水加熱後轉變為蒸氣,反過來,我們也能冷卻蒸氣,把氣體變回液態的水。假如蒸氣上方有個玻璃杯或其它冷的東西,過不了多久玻璃表面就會濕濕的:蒸氣持續凝結,直到玻璃杯變成溫的,蒸氣凝結為水附著在杯壁上,現在……水沿著杯壁流下來了。我手邊還有個實驗,用來呈現水從氣態凝結為液態的過程,就像蒸氣(也是蠟燭的產物)凝結成水附著在盤子底部。為了讓你完整如實地看見這些變化發生,我要用這個充滿蒸氣的錫瓶子,然後把頂端的開口蓋上。當冰水淋上錫瓶時(圖12),裡面的水、或者說水蒸氣,會變回液態。我們來試試,看看會發生甚麼事?(法拉第把冰水淋上錫瓶,瓶子馬上塌陷下去。)你看發生了甚麼事!如果我關住栓塞,然後繼續加熱,蒸氣會爆破瓶子;相反地,當蒸氣變回水的時候,瓶子塌陷下去,因為蒸氣凝結造成容器內成為真空狀態。我做這些實驗的目的是指出:在這些變化中,水沒有被任何東西變成其它東西,水一直都是水。在水蒸氣冷卻的過程中,罐子向內塌陷;而在持續加熱下,容器則往外膨脹。

當水處於氣體狀態時,你覺得它的體積有多大呢?這個立方體的水蒸氣(指向一個長寬高約10公分的立方體)(圖13),來自於旁邊這個1公分立方體的水,它們倆的形狀一模一樣。一點點水就可以膨脹為這麼多的蒸氣;相反地當我們降溫時,這麼多的蒸氣會收縮成一丁點兒水(此時有個結凍的鐵罐破裂)。啊!我們的罐子破了,你看這邊,有道小裂痕(另一個罐子也破了,把冰鹽混合物弄得四處飛散)。這裡也是,這個罐子也破了;雖然鐵罐的厚度有1公分,但是結凍的冰還是把它弄破了。水的變化總在發生,不一定要借助人為的方式才會發生變化;這裡我們用人為的方式降溫,因為我們只需要在小瓶子周圍製造冷氣,而不需要嚴寒的隆冬。如果你到加拿大或北方,你會發現,屋外的溫度就可以得到和我們用冰鹽混合物一樣的效果。

圖13

n  水的兩種成分,一種來自蠟燭,一種來自大氣

讓我們靜下來弄清楚這些現象,以後遇到水的各式變化時,我們就不會再感到迷惑。水在哪裡都是一樣的,無論它來自海洋或蠟燭的火焰。那麼,我們從蠟燭得到的水是從哪兒來的呢?水的一部分顯然來自蠟燭;但是水本來就在蠟燭裡面了嗎?不是,水不在蠟燭裡,也不在蠟燭周圍燃燒所需的空氣中。它既不在蠟燭、也不在空氣中,而是來自兩種元素的結合,其中一種來自蠟燭,另一種來自空氣;現在我們要來追蹤這個問題,這樣子當蠟燭在你的桌上燃燒時,我們才能完全了解蠟燭的化學歷史。這個問題要如何研究呢?我自己知道很多方法,但是我希望你能從我告訴你的訊息當中,自己吸收理解進而得到答案。

在這個方向上,我想你看出了一些端倪。我們剛剛看過戴維爵士發現的物質——鉀,遇到水的反應;現在我要在平盤上做另一個實驗,好喚起你的記憶。我們要很小心地處理這個東西;就像你看到的,只要有一點點水濺到這東西,接觸到水的地方就會起火;如果正好它又暴露在空氣中,那整塊金屬都會燒起來!這是一塊漂亮的、閃耀著光芒的金屬——它在空氣中可以迅速地發生反應,你知道,它也會在水中迅速出現變化。我把一小塊鉀放到水面上,你看見它把水當作空氣,美麗地燃燒起來,好像漂浮的水燈。如果我們把鐵屑放入水中,它們也會發生某種變化。雖然鐵屑的變化不像鉀那麼激烈,它們的變化也有幾分雷同;雖然鐵會生銹,也會和水有所反應,鐵屑與水的反應方式大致上和鉀一樣,但鐵屑反應的激烈程度和這漂亮的金屬大為不同。我希望你把這些事實和證據都放在心上。這裡還有一種金屬(鋅),我們要檢查它燃燒產生的固體物質,一併觀察它的燃燒;我想,如果我把一小條鋅放在蠟燭上,你會看到某種反應,其反應激烈程度介於鉀和鐵和水的反應之間——你發現這裡正在進行燃燒作用。而在它燃燒殆盡後,將留下白色的灰燼或殘渣;這裡,我們也發現這種金屬與水有某種程度的反應。

我們逐漸學到如何控制不同物質的變化,好讓它們說出我們想知道的事情。首先,我要使用鐵。在所有化學反應中,無論這反應的結果為何,我們經常發現化學反應的速度會因為熱而變快;如果我們要仔細地檢查物質之間的反應,便會使用加熱的手段。我相信你注意到,鐵屑在空氣中會完全地燃燒。但現在我要做的是另一個實驗,關於鐵和水的反應,這個實驗會讓你對於我打算告訴你的事情留下深刻的印象。如果我把一道火焰弄成中空,為什麼要這樣做呢?因為我要把空氣灌到中央,接著丟入一些鐵屑;你看,這些鐵屑燒得多旺。就在我們點燃這些粒子的時候,所引發的化學反應就是燃燒作用。接著,我們來嘗試探索,當鐵遇上水的時候會發生甚麼事?這個過程將會逐步地、規律地道出一個美妙的故事,我相信你會非常喜歡這個故事。

n  用水製造氫

這兒有一個火爐(圖14),有根導管像槍管般穿過它;我在管內填滿鐵屑,讓管子穿過火焰,這樣它就會被燒得火紅。我們可以從導管的右邊送入空氣,讓空氣與鐵接觸,也可以用燒瓶將水蒸氣送進去。在熱水器和火爐的連接處有個活栓,如果我們需要蒸氣進去,就把活栓打開。另一邊的水槽中有幾個裝水的玻璃瓶,我把水染成藍色,方便你觀察發生的變化。如你所知,所有我送入的蒸氣在經過管子、又經過冷水之後,它們會凝結;當蒸氣的溫度下降時,它將會凝結成水,所以無法保持氣態。在這裡,你就看到了(指向剛剛破裂的錫罐),錫罐自己劇烈收縮、變成一小團東西,造成罐子破裂。因此,如果我輸送的蒸氣經過的導管是冷的,蒸氣就會凝結、收縮,進而使得導管變形;這就是為什麼我要在這裡用火爐加熱導管,因為這樣才能讓實驗順利進行。我會一點一點地讓蒸氣通過導管,當你看到有東西從管子另一端冒出來時,試著自己判斷:它們還是蒸氣嗎?蒸氣可以凝結為水,當你降低蒸氣的溫度時,它便轉換回液態的水;我讓蒸氣通過熱的導管後,讓氣體流經過水後才進入玻璃罐,但即便蒸氣的溫度下降,流出的氣體並沒有變回水。

圖14

我將進行另一個實驗來測試這邊的氣體。(我把罐子倒過來免得裡面的物質飛散掉。)如果我試著在罐子口引火,它會被點燃,並發出微弱的聲音。這表示裡面裝的不是蒸氣;蒸氣並不會燃燒,反而會讓火熄滅,但你看到這個罐子裡的氣體會燃燒。這種氣體可以來自蠟燭燃燒產生的水,或任何來源的水。[14]當我們從鐵和水蒸氣的作用得到這種物質時,作用過後的鐵就很像鐵屑燒過之後的狀態。鐵變得比之前重。如果鐵一直在管子裡加熱,而且是在隔絕空氣或水的情況下被再次冷卻,那麼鐵的重量就不會改變;但如果有蒸氣通過鐵,那麼它的重量就會比先前重。鐵從蒸氣中拿了某些東西,但也讓其它的東西通過,也就是我們在玻璃瓶裡所看到的氣體。

現在我們又有一個裝滿氣體的玻璃瓶,我要讓你看個很有趣的事情。這是一種可以燃燒的氣體,我可以點燃罐子裡的氣體來證明它是可燃的,但是我打算更進一步。這個氣體也是種很輕的物質。蒸氣會凝結;這種氣體會上升到大氣之中,但卻不會凝結。假設我將一個點燃的燈蕊丟入一個只有空氣的玻璃罐,不會發生甚麼特別的事。現在我要使用裝滿這種氣體的玻璃罐,好像裡面真的是某種很輕的氣體一樣。我將一個普通玻璃罐子倒過來,將裝滿這種氣體的玻璃罐翻過來放在下方(圖15),讓兩個罐子口對口;其中一個罐子,裡面原本裝著水蒸氣產生的氣體,現在它裝的是甚麼?可是……你看!這是種可燃的氣體(拿起另一個罐子),我已經把它從下面的罐子倒進上面的罐子了。它仍然保持著原本的特性、狀態和獨立性——這是一個和蠟燭燃燒一樣,很值得我們思考的現象。

圖15

這是鐵和水蒸氣反應產生的物質;我們也可以用其它方法,和水反應取得這個物質。如果我們取一塊鉀,和水作用後便可以製造出這種氣體;但是如果我們用鋅來做實驗,我們會發現鋅並不能像其它金屬那樣,持續不斷地與水反應。仔細觀察後你會發現,這是因為水和鋅反應時,鋅的外表會形成一層保護膜。如果容器裡只有鋅和水,它們自己並不會有太大的反應。如果我用一點點酸溶掉並去除這層光滑的保護膜;鋅與水的反應就跟常溫下鐵與水的反應一樣。酸只是和氧化鋅結合,本身並沒有改變。我現在把酸倒入玻璃杯,反應就好像水在沸騰一樣。有氣體大量從鋅冒出來(圖16),但不是水蒸氣。現在罐子裡裝滿了這種氣體,而當我把罐子倒過來,你發現留在容器裡的是種可燃物質,和剛剛用鐵管製造出來的氣體完全一樣。

圖16

現在讓我們來分別研究這兩者之間的關聯。這是「氫」——化學上我們稱之為元素的東西,這麼稱它是因為無法再從中分離出任何東西。蠟燭不是元素,因為我們還能從中分離出碳;我們也可以從蠟燭燃燒產生的水中分離出氫。這種氣體被稱為「氫」(hydrogen[15],從字面意思來說是「產生水」的元素。安德森先生現在蒐集了兩、三罐的氫,我們就用來進行幾個實驗,我會用最合適的方式來操做實驗,呈現在你眼前。我不怕你看到或學我這樣做,因為我希望你自己也能動手做實驗,只要你小心進行,而且取得旁人的同意。當我們研究化學時,不可避免地會處理到較具傷害性的物質,例如我們用到的酸性物質和可燃物,還有進行加熱的時候,如果操作不當,就可能對人造成傷害。

如果你想製造氫,可以把一小塊鋅放入硫酸或鹽酸。以前這東西被叫做「煉金術士的魔法蠟燭」(philosopher’s candle)(圖17;它是個小玻璃瓶,瓶口塞著軟木塞,有根管子穿過軟木塞的中央。現在我把一些鋅填進瓶子裡。這個小巧的裝置很適合我們的演示,我想讓你知道,你可以自己在家裡製造氫,並且隨你高興地做些實驗。我小心地填充鋅,罐子實際上並沒有裝滿。我這樣做是因為——就像你看到的,反應釋放出來的氣體很容易燒起來——氣體和空氣混合後具有爆炸性;如果水面上方的空氣還沒完全抽離,你就在管口點火,可是會讓人受傷的!我現在要把硫酸倒進去。我放的鋅很少,而用比較多的硫酸和水,因為這樣可以延緩作用,讓反應持續進行一段時間。我謹慎地調整這些成分的比例,如此便能不快、不慢——穩定地供應氣體。現在我把一個玻璃杯蓋在管子上方;因為氫氣很輕,我想它會留在玻璃杯裡面一會兒。

n  氫氣是極輕的氣體,其燃燒的唯一產物是水

我們來檢驗看看是否有氫氣在這個玻璃瓶裡面——我敢說,我們已經蒐集到一些氫氣了(點火)。就在這兒,你看!我在管口點火。這是燃燒中的氫氣,也就是煉金術士的魔法蠟燭。氫燃燒的火焰又小又弱,但感覺起來相當地燙,很少有普通的火焰可以釋出這麼多的熱。它穩定地持續燃燒;我打算讓火焰在某種裝置下繼續燃燒,這樣我們就能好好檢查它的結果,利用這個實驗帶來有用的知識。既然蠟燭燃燒產生水,而氫氣來自蠟燭製造的水,那麼當這種氣體在空氣中燒著,進行著和蠟燭一樣的燃燒作用時,讓我們來看看,這整件事教了我們甚麼。我會把燃燒中的「魔法蠟燭」放在這個器材下方(圖17),好讓瓶子裡所產生的所有氣體,都順利地進入玻璃圓筒中凝結。不久你就會看見,潮濕的水氣附著在玻璃圓筒的內壁,水珠沿著玻壁流下;如果我們把這些從氫焰得到的水,拿來進行先前對水做過的實驗,在同樣的程序下,我們會得到相同的反應,如同前面的例子。

圖17

氫是很美的物質。它是如此的輕盈,比空氣還輕,可以將東西往上帶;而且我會利用實驗證明給你看。如果你夠聰明,你們之中或許有人能再現我的實驗。這是我們的氫氣產生器,而這些是肥皂水。我把橡膠[16]管的一端接上氫氣產生器,另一端接著菸斗;再把菸斗插進肥皂水裡,這樣就能用氫氣吹肥皂泡泡。你要仔細觀察喔!當我用嘴巴呼出的暖空氣吹肥皂泡泡時,泡泡會往下沉;但當我用氫氣吹泡泡時,結果就不一樣了。(法拉第用氫氣吹出泡泡,泡泡往上飛,一直飛到教室的屋頂。)

這樣你就看見了,氫氣是多麼地輕;它不只帶著泡泡往上飄,連附著在泡泡底端的肥皂水滴,也一塊兒被帶走了。我有更好的方式能表現這種氣體有多輕盈,就算是更大的泡泡,也會被氫氣往上帶;事實上,以前氣球裡填充的就是氫氣。安德森先生會幫忙把橡膠管固定在氫氣產生器,這樣我們就能把這股氫氣灌到火綿膠[17]做的氣球裡面。我並不需要過度仔細地將氣球內的空氣趕出來,因為灌進去的氫氣就足以讓氣球上升了。(有兩個氣球膨脹起來、往上飄,其中一個綁著線。)這裡還有個比較大的、皮比較薄的氣球,我們也會把它灌氫氣然後升空;你會發現,這些氣球將一直飄在空中,直到氫氣漏光為止。

那麼,氫氣的相對重量是多少呢?1公升的氫重量為0.09公克,1公升的水蒸氣重量為0.8公克。而水呢,1公升的水重量為1000公克。從這個比較你知道,1公升的水和1公升的氫氣,它們的重量差別非常大。

氫氣在燃燒中或燃燒後,都不會產生固體。氫氣燃燒時就只會產生水;如果我們把一個冷的玻璃杯蓋在氫焰上方,玻璃表面將變得潮濕,而且你馬上就會得到水。除了水(和蠟燭燃燒製造的水一樣)之外,氫氣燃燒沒有產生任何其它東西。你得把這個概念記起來,因為這很重要:自然界中唯有氫,其燃燒的唯一產物是水。

現在我們要盡力找出水的一般性質和組成;為了這個目的,我可能把你們留在課堂久一點,這樣下次見面時我們就對這個主題有較充足的準備。先前你看到了,我們有能力控制鋅,藉著酸使鋅和水產生反應;運用類似的控制,我們可以讓能量在我們需要的地方釋放出來。我背後有個伏打電堆,[18]在這堂講課結束前,我會演示它的特性和力量;這樣你或許猜得到,下次見面時我們要講甚麼?我手上抓著電線兩端,電線傳遞伏特電池的力量,我將用電池的力量讓水產生反應。

先前我們見識過鉀、鋅或鐵屑燃燒的力量,但其中沒有一個展現出這樣的能量。(演講者把電線兩端接上,隨即出現一道耀眼的光芒。)實際上產生這道光的能量,相當於40個鋅盤的作用。藉著這些電線,我可以隨心所欲地在手中傳遞這股能量;可如果使用不當,我會立刻被毀滅,因為這是極強的力量。在你數到五的時候(接觸電線兩端,演示電發出的光),它發出的能量就如同雷電的力量!這股力量就是這麼強。這樣或許能讓你知道這能量多麼強大:我能用這兩條傳送電池能量的電線,讓眼前這根鐵絲燒起來。這是種化學能量,在下次我們見面時,我會讓它和水反應,看看我們可以得到甚麼結果。


[10] 「變化多端」原文為“Protean changes”“Protean”源於希臘羅馬神話中的神祇Proteus,為海神之一。傳說中Proteus能預測未來,只有捕捉到Proteus的人能從他口中得到讖語,但他也會幻化為各種樣子避免落網。從Proteus的特性衍生出的形容詞“Protean”,即指「多變化的」、「不定的」、「多形態的」,也帶有「彈性」、「適應力強」的意思。

[11] 原文為”philosopher”為研究哲學的人。「哲學」廣義地說,是研究知識、實體、存在的本質。法拉第用「哲學家」除了指狹義的哲學,即對本質的研究;依據廣義而言,科學——研究自然知識或經驗的理論基礎的本質——也是哲學。在本文中我們都翻譯為「科學家」。

[12] 水(H2O)的氫原子來自蠟燭,氧原子來自空氣中的氧。

[13] 鹽溶於水會吸熱,鹽水不易結冰,因此可以用來降溫。

[14] 這種氣體是氫氣,由鐵和水蒸氣反應而得:

3Fe(s) + 4 H2O(l) → Fe3O4(s) + 4 H2(g)

[15] hydrogen這個名稱為18世紀的法國化學家拉瓦節(Antoine Lavoisier, 1743-1794)所命名。Hydro-源於希臘文的ϓδωρ意思是「水」;-gen源於希臘文的γενναώ意思是「我產生」。故法拉第說hydrogen是「產生水」的元素。

[16] 即天然橡膠(India-rubber),用途廣泛,延展性佳、彈性好且防水

[17] 火綿膠(collodion)為火綿(pyroxylin)溶解於醚或酒精,成為膠狀、易燃的火綿膠(collodion)溶液。火綿膠溶液蒸發、乾燥後會形成一層透明薄膜;乾燥後的火綿膠可以用來包覆傷口,或作為相片的感光膜。文中即指使用乾燥後的火綿膠做成的氣球,選取較容易明瞭意思的「膠膜」用於譯文中。

[18] 伏特電堆(voltaic pile)為現代電池的前身,由義大利科學家Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta (1745–1827) 發明,電壓單位「伏特」(volt)即是以其姓(Volta)為名。伏特電堆由一片片鋅或銅的圓盤、以及泡過酸的皮革片組成,擺置為一堆(pile),故稱voltaic pile

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