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就是潜水艇工作的方式。为了控制浮力，潜水艇有一个压力舱，可以充水或空气。浮在水面时，舱内充有空气，潜水艇的密度比周围海水的密度要低。为了潜入水下，潜水艇的压力舱要充水，把空气排走，直到潜水艇的总体密度大于周围海水的密度。被压缩的空气（正常大气压下的体积这时被大幅减小，类似我们的瓶子被挤压时酱袋中的空气）被储备保留在潜水艇上，可以重新充入压力舱，让潜艇随着水从压力舱中被排出而再次浮出水面。为了让潜水艇在海面和海床之间航行，潜水艇上还装备了一些特殊的压缩舱，舱中携带着一种精密的空气和水的平衡装置。这些压缩舱细致地调节潜艇的整体密度，让潜艇在舰长选定的某个深度上获得平衡的浮力。

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第26节：柠檬的秘密

柠檬的秘密

柠檬汁为什么可以不让苹果和梨的切口产生锈色？

柠檬汁大概不会让苹果的味道变得更好，但是它肯定会起作用。如果在实验之后还要把苹果或梨吃掉，只要把柠檬汁洗掉即可。

所需的材料

苹果

梨

一把小刀

柠檬汁

两个盘子

如果要进一步实验，还需要：

芹菜

滤纸（咖啡滤纸也可以）

苹果汁

维生素C饮品

要做的事情

切开苹果或梨，让大面积的果肉暴露在空气之下。把两种水果在每个盘子里各放一块。用柠檬汁喷洒在其中一个盘子的水果上，另一个盘子保持原状。

会看到的现象

盘子上没有喷洒柠檬汁的水果和喷洒过柠檬汁的水果相比，其暴露的表面将更快地变成锈色。

究竟发生了什么

为了理解发生这种现象的原因，首先需要知道植物组织为什么会变成锈色。植物细胞具有各种腔室结构——细胞器，其中包括液泡和其他质体。这些细胞器彼此之间由一些膜组织分隔。液泡中含有酚类化合物。这些酚类化合物有时会具有颜色，但通常是无色的。而细胞的其他质体含有酶类物质，叫做酚氧化酶。

在健康完好的植物细胞中，膜质组织把酚类化合物和酚氧化酶分隔开。然而，当细胞受到损坏时，比如由于切割，酚类化合物会通过被切破的膜组织泄漏出来和氧化酶发生接触。由于周围空气中氧气的存在，这些酶将酚类化合物氧化，产生了诸如多酚氧化酶之类的产物，这些产物有助于保护植物，治愈植物的伤口。这个过程在“香蕉皮”的实验中曾提到过。美中不足的是，这些保护物质还会让植物物质变成锈色。

不过，有两种物质，其中的任何一种都会阻止这个发生锈色的过程。这两种物质都存在于柠檬汁当中。首先是维生素C，它是一种生物抗氧化剂，会替代苹果中的酚类化合物而被氧化。第二种物质是有机酸，特别是柠檬中所含的柠檬酸。有机酸会使pH值降到低于适合氧化酶作用的水平，因而减缓了发生锈色的过程。

不用柠檬汁，而把切好的苹果放入氮气或二氧化碳的环境中，用这种方法排除氧化酶所需要的氧气，也能防止苹果锈化。但是这个办法不适合从事家庭实验的人。

有一种蔬菜很适合用于观察锈化作用的过程，这就是芹菜。可以在芹菜肥大的块根上削出很大的且相对较平整的一片，然后在它的表面放上几张滤纸圆片，每张圆片分别浸上比如柠檬汁、维生素C饮料和苹果汁等不同的溶液。如果滤纸圆片所带的是阻止氧化酶作用的化学剂，则它会在芹菜块根的表面留下白色的圆形，不然该区域也会是锈色。检查一下不同溶液之间防止锈化作用的差别。

附注：

溶液的pH值是显示溶液酸碱程度的量度。大多数物质的pH值位于1～14之间，其中7为中性。蒸馏水既不是酸性也不是碱性，所以其pH值为7。酸类，如柠檬酸，pH值位于1～7之间；碱类，如碳酸氢钠，pH值位于7～14之间。溶液的酸性越强，其pH值就越低；而溶液的碱性越强，其pH值就越高。

瑞士化学家舍贝恩（Christian　Sch。nbein）于1865年在蘑菇中发现了多酚氧化酶。这种酶在人类、多数动物身上，以及许多植物体中都可以找到。在植物中，它的作用是在水果表皮受到损害时，抵御昆虫和微生物的作用。表皮形成的锈褐色不会引诱昆虫与其他动物，而且在锈化作用过程中所形成的化合物具有抗菌作