正確答案:
當今生活中,磁化水的用途可以說家喻戶曉,但電場水卻鮮為人知.本文現就電場水的一些奇特性質作一簡單介紹.
一、水的淺川效應
圖1
為闡明電場水的用途,首先有必要談一下水的淺川效應.如果把水放在電場中,電場能夠顯著地促進水的蒸發,這種現象被人們稱作淺川效應.與自然狀態正常蒸發相比,水在電場作用下的蒸發速度有時可達自然狀態下的10倍.特別令人不可思議的是,如果把在電場中加速蒸發過的水去掉電場讓它自然蒸發,蒸發速度並不恢復到自然狀態,而是比普通水在相同(自然)狀態下的蒸發還慢.實驗過程如下:在如圖1所示的大燒杯中加入150mL水;離水面21mm處安放1個小球狀的高壓電極,高壓電源的另一電極接地;在燒杯下面墊1塊金屬,並用導線接地.應注意的是一定要將水置於高壓電極和接地電極產生的電場中,不要放在高壓電源電極間的電場中.實驗結果表明,15kV的交流電場處理水時,蒸發速度比普通水在自然狀態下的蒸發速度快10倍.直流負極處理水時蒸發速度快3倍,正極處理的情況快1.5倍.如果把在電場中加速蒸發過的水撤去電場,放在自然狀態下蒸發,則比普通水在自然狀態下的蒸發速度要慢.而且在電場中蒸發越快的水,撤去電場後蒸發速度越慢.電場除了促進水的蒸發外,對其他液體也適用,它甚至可以加速樟腦球的揮發,使汽油燃燒得更充分,在電場中的燭焰也變得更亮,而且形狀也有變化(燭焰亮度及形態的變化可能還有著更複雜的原因,在此不作探討).
筆者之一曾指導學生進行電場水蒸發速度與普通水在正常條件下蒸發速度的比較實驗.將水直接置於高壓電源兩極間,而沒按照前述的要求接地,反覆試驗的結果證明,在此條件下水的蒸發速度與普通狀態下水的蒸發速度沒有區別,看來電場處理水及其他液體時接地是必要的(這其中的原因我們仍未找到合理的解釋).
二、電場對黴菌生長的抑製作用
眾所周知,如果把普通水注入玻璃杯中,在空氣中放一段時間後,水的顏色逐步變為淡黃色,杯底出現黴菌的微株漂浮.如果放10個月後,杯底黑黴菌細粒發展成輪狀.如果將水置於交流電場中處理3~5分鐘,放在空氣中即使經過10個月黑黴菌也不會生長,完全澄清如初.我們曾將兩杯生有綠藻植株的池水,一杯經過電場處理,一杯未經過電場處理,分別倒入兩隻有磨砂口的瓶中,並用磨砂玻璃蓋上以免空氣中的灰塵落入,經8個月後,未經電場處理過的水中長滿了綠藻,而電場處理過的水卻是清的,綠藻植株比原來還少.這使我們想到一些化工廠的管道常因藻類生長而不暢通等問題,是否可利用電場來處理,筆者認為是一個值得研究的課題.
既然電場處理有使水蒸發變慢和抑制黴菌生長的作用,水果和糧食中含有水份,那麼能不能將其用於水果保鮮及糧食的保存呢?實驗表示,電場的作用利於水果和穀物的保存.
如圖2所示,15kV直流高壓的一個電極(球狀電極),距其下面的蘋果30mm,蘋果下面是接地金屬板,直流高壓的另一極也接地.把蘋果在電場中處理5分鐘,與沒有用電場處理過的蘋果放在一起進行觀察,經14天後,沒處理過的蘋果表皮失去了光澤而且生皺,與此相對比,處理過的蘋果依然保持新鮮.這與處理過的蘋果水份蒸發變慢是有直接關係的.如果用交流高壓處理蘋果,雖然比沒處理的好一些,但仍不能使蘋果不霉爛.但甜瓜則不然,無論是經交流還是直流高壓處理後,15天內仍保持新鮮.另外,沒經過電場處理的甘薯30天後表皮失去了特有的紅色而變烏,用手捏則感到柔軟且變形,而用15kV的交流電場處理甘薯,30天後表皮依然紅潤如初.
圖2
穀物經過電場處理後,即使再經過烹調仍然殘存著電場的影響.如將電場水處理過的小豆和沒處理過的小豆煮熟,放在空氣中觀察,13天後,處理過的小豆保持煮熟時的原狀,而
未經電場處理過的小豆上卻生了一層白霉.將電場處理過的大米和未經處理過的大米蒸成米飯後觀察,10天後,沒處理過的米做的飯上有黑黴菌覆蓋,用交流高壓處理過的米做的飯沒有霉變,用直流高壓處理過的米做的米飯生霉少一些,但仍然生了霉.另外,用電場處理過的土豆與沒處理的土豆相比不易失水變壞;用電場處理過的雞蛋殼上有了裂縫放起來,經10個月後完全變成透明的有機玻璃狀,但一點也沒生霉.
三、電場水對植物發芽的抑制或促進作用
如圖3所示,將洋蔥頭放在金屬板上並接地,在距洋蔥頭10~20mm處接一點狀電極,高壓電源另一極接地.在電場中處理3分鐘後,與沒處理的洋蔥一起放在空氣中觀察發芽情況.經過4個月後,沒有處理的洋蔥生根發了芽,而經過處理的則沒有生根發芽.如果把沒處理的洋蔥頭浸在電場水中,而把浸於普通水中的洋蔥頭作為對照物,4個月後,對照組的洋蔥頭生了根,發了芽,長勢茂盛,而浸於電場水中的洋蔥頭雖然生了根卻不發芽.可見電場水也有抑制植物發芽的作用.若把電場處理過的洋蔥頭浸於電場水中,不但不抑制發芽,反而會促使發芽.將電場處理過的甘薯浸於電場水中,試驗結果表明比浸於普通水中發芽快得多.
圖3
四、電場水特性的初步探討
電場水為什麼會有上述許多奇特的性質?此問題目前還沒有很好的解決.在此我們只作一些比較初淺的討論.
眾所周知,水分子並不是以單分子形式存在的,而是幾十個結成一個個的分子團.這些大個的分子團不利於人體及植物體的吸收,必須耗費能量將這些分子團「粉碎」成單分子才易被細胞吸收.細胞中的水和一般水不同,是有一定結構的活化水.現在用加溫的方法,隔絕空氣急劇冷卻後便可得到活化水;用電嘗磁場或振動的方法也可將普通水變成活化水.這種活化水有利於生物酶的生長,這或許就是電場水抑制黴菌及抑制發芽的原因.當然,由於生物酶的複雜性,加之電場對各種生物的作用各不相同,因此,電場水對生物的各種作用機理,還有待進一步的研究.
值得一提的是,前蘇聯的物理學家與生物學家一起進行研究,發現大氣中的放電現象能促進植物生長;克拉謝諾夫博士和他的同事們一起研究電磁場對水的物理化學性質的影響,發現在電磁場的影響下,水的密度、表面張力和導電性都有所變化.電場處理過的水表面張力增大,所以水的蒸發速度變慢.另外,電場還使溶解在水中的空氣分子,特別是氧分子從水中逸出,使水中含氧量降低,這也可能是抑制水中黴菌生長的原因之一.?