化学仪器的发明故事

[2017/5/15]

科学实验装置(仪器设备)是现代科学发展的一个重要工具，对促进科学发展和技术进步有着极其重要的作用。200多年前，一些发达国家的科技工作者就发明了具有实用价值的化学实验仪器，这些仪器至今仍在实验室和工业生产中被广泛使用。这些经典的化学实验仪器，不仅为化学学科的发展做出了巨大的贡献，也为其他学科，如物理学、化学、环境科学、生命科学、信息科学等的快速发展起到了积极的促进作用。同时，这些仪器的发明也造福于人类，为人类的生活带来了方便和改善。
　　
《发明传奇：化学仪器的故事》选取了15种经典的化学实验仪器，重点介绍了它们的主要功能、仪器构造、发明历史、发明者小传及其他相关知识。这15种经典的化学实验仪器包括：杜瓦瓶、贝克曼温度计、赫希漏斗、球形冷凝管等。提起保温瓶、煤气灶、体温计等日常用品，大家都不会陌生。其实，这些用品的设计原理就源于早先化学实验仪器的发明。我们现在使用的保温瓶、热水瓶等，其设计制作原理就来源于杜瓦瓶的发明。杜瓦瓶是由苏格兰物理学家和化学家詹姆斯·杜瓦爵士发明的。1892年，杜瓦吩咐玻璃工伯格用玻璃吹制一个特殊的玻璃瓶，伯格改进后用镍制造外壳，防止玻璃瓶胆破碎。在今天的英国伦敦研究所内，还保存着早期的杜瓦真空瓶。

　　而我们现在使用的煤气灶，其设计原理则得益于本生灯的发明。本生灯过去是实验室中常用的中高温加热工具，因燃烧时产生的温度高，故灯具的材质必须是能耐热的金属，又因燃烧的燃料为煤气，故应特别注意管线的安全。现代实验室中，为了使用更为安全和方便，本生灯已被改造成酒精喷灯，使用的燃料为酒精。1852年，德国海德堡大学向本生灯的发明者罗伯特·威廉·本生发出了一封聘请信，聘请他为该校化学教授，本生欣然接受。他进入实验室后，发现实验室现有的加热设备满足不了实验要求。在当时，酒精灯是主要的加热工具，可酒精灯的温度不够高，达不到一些高温实验的要求。那个时候，德国一些城市开始使用煤气路灯。本生从中受到启发，设计了利用煤气加热的装置。但是最初设计的煤气加热装置产生的黑烟大、效率低，让本生陷入了困境。就在此时，本生的一个学生从英国带回了迈克尔·法拉第发明的新灯具。这种灯具呈圆锥形，能上下移动，顶部有金属网。本生试用后发现，这种灯加热的温度还是不够高。经过反复思考，本生发现了问题所在：这种灯和酒精灯一样都是靠外部供给空气燃烧，由于煤气与空气混合不充分，燃烧不完全，导致温度上不去，产生的黑烟大，要想火焰温度高、没有黑烟，就必须确保在煤气灯点燃之前煤气与空气充分混合。事实证明，本生的这一想法是正确的。经过反复改进，本生灯在1855 年诞生了。本生发明的加热设备不仅给实验室带来了创新，也为我们的生活带来了方便。现在我们家家户户使用的燃气灶就是根据本生灯的燃烧原理设计而成的。

　　杜瓦瓶、贝克曼温度计、赫希漏斗......书中的经典化学实验仪器的发明故事图文并茂，生动地再现了这些实验仪器的发明过程。这些不仅可以启发相关科技工作者对科学实验装置(仪器设备)的感悟，提升他们对新型科学实验装置(仪器设备)的发明创造力。而且更为重要的是，可以帮助青少年培养对科学实验装置(仪器设备)的兴趣，传播相关的科学知识，开阔其视野，赋予其想象力，并为我国科学实验装置(仪器设备)的自主创新发挥积极作用。

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