会自动“登高”的水
2022-02-27足迹化石
□足迹化石
老师给同学们布置了一个课外作业:想出办法,不施加外力,让水自动流向高处。“自然界中瀑布、泉水、河流都哗哗地从高处向低处流,哪儿找那样的魔法让水倒着流呀?”一下课,唐大明就直嚷嚷。“地球有重力,所以我们总是看到‘水往低处流’,住在高楼的人们能用上自来水,也是用水泵对管道内的水增压才能做到的呀。这不用外力嘛……”王小丫陷入了沉思。
“其实自然界中水克服重力逆流的现象就在眼前。”小魔豆神秘地笑了笑,朝窗台上的植物盆栽一努嘴,“瞧,这些植物没有生物发动机,也没有人给它们装电泵,但你往土里浇的水,很快就能上升到植物的茎叶、花朵中,满足生长的需要。”“对哦,我怎么没想到呀,可植物又不听我们的话,老师的作业还是没法完成呀。呀,糟了!”唐大明叫了一声,一下子抓起搭在椅子上的外套。原来,外套耷拉下来,一角浸到了值日生拖地用的水桶里,虽然才浸了一个角,可当唐大明发现拿起时,棉外套却已经湿了一大片。
“大明无意中找到了方法!”小魔豆说了句让所有人意外的话,“利用毛细现象,水就能悄悄‘登高’。”
实验过程——
实验材料和工具:大小烧杯(普通的杯子也可以)各一个、滴管、植物枝叶、方糖、火柴、墨水、载玻片(也可以用普通的薄玻璃代替)、细线、棉纱线等。
先来看看生活中毛细现象的一个例子。往小烧杯里倒满水,加上些墨水(为了看得更清楚)。然后取一块方糖,把它的一角放在水中,你会看到,带颜色的水很快就升上糖块,这是糖的毛细现象。
现在我们来自己做个毛细管,你可以从中清楚地看到它是怎么发挥作用的取两块载玻片,先把它们在热水里洗干净,然后把它们叠在一起,在两块载玻片的一对边之间,放一根削薄的火柴,然后用细线把两块玻璃尽可能缚紧,贴在一起。
现在,竖着把载玻片放进刚才的墨水杯里,你会看到墨水在两块载玻片间自动上升了。而两块载玻片靠得最紧的地方水升得最高。
为了让水“听指挥登高”的能力更有用,我们再来做以下实验。在大烧杯里倒满水后再加上墨水。把大烧杯放在高一些的位置,再把小烧杯倒空,放在旁边。(你也可以把小烧杯放在高处,实验结果一致,但速度要慢不少。)
搓一根粗棉纱线,把棉纱线的两头分别放到大、小烧杯杯底,在小烧杯里放一个植物枝叶。过一段时候,你会看到,大烧杯里的水“爬”上棉纱线,又利用重力加速流进了小烧杯,下面的空杯慢慢也有了水,里面的植物就能保持水分。
换成普通水和更大的容器,用更多、更粗的棉线,我们就能做一个自动灌溉装置,几天不在家,家里的盆栽植物都不用愁缺水啦。
奥秘在这里——
如果容器是狭小的细管时,由于水分子和细管壁的分子之间有很大吸引力,水就沿着管子“爬”上去,这就是毛细现象。刚才两块载玻片靠得最紧的地方的分子吸引力最大,那里的水又最薄、最轻,所以毛细现象能使水在没有外力作用情况下往上升。毛细现象在日常生活中比比皆是,糖块吸水、毛巾吸汗、植物输送养分,甚至人体内的血液循环都少不了它。唐大明的衣服就是因为毛细现象才会沾水一个角而湿一大片。
自由研究——
找一找,生活中还有哪些地方体现了毛细现象,思考一下,它们是有益的还是有害的?琢磨一下,除了小魔豆教大家的自动灌溉器,你还能利用毛细现象再做个什么样的小装置,用它带来更大的便利呢?