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丁零零,快来上“天宫课”

2022-06-23方锐

智慧少年 2022年3期
关键词:水膜泡腾片水球

方锐

同学们对科学课都不陌生,神奇的实验时间简直就是大家的快乐星球。但在中国空间站“天宫一号”里上课,主讲老师是航天员,各种高难度硬核实验信手拈来……这些比做梦还不真实的场景,真实地发生了,你敢信吗?

神舟十三号”的太空授课,全网直播,这可是为全国小学生量身定做的科学课哦。在所有的实验中,与水相关的“太空魔法”最玄妙,王亚平老师展示的时候,地球上同学们的叫喊汇成“哇”声一片。下面,快跟我走进这神奇的课堂吧,看看水上天以后,究竟长了哪些本事。

水膜开花红纤维素的功劳

在地球上,液态水的形状取决于盛放它的容器;而在太空中,水的形态变成了多种可能,比如,变成一张薄膜。如果不是亲眼所见,我们简直不能相信,航天员王亚平竟然只用一个支架,就轻松地从水袋子里“提取”出一张水膜。

就在大家惊叫连连的时候,王亚平老师又把自己女兒折的小红花放到水膜上去,瞬间,水膜开花了。

事实上,水膜开花的真实原理并不复杂,甚至也不是水膜的功劳,而是折纸的纤维素在起作用一它迅速吸饱了水,水分子就沿着纤维间的细管爬升,直到浸透整张折纸。这就是“毛细现象”。就这样,折纸表面的褶皱被撑开了,看上去宛若开花。说白了就是,折纸遇水膨胀了。

水球:对不起,我也膨胀了

继折纸膨胀后,水膜也膨胀了一只要多给它点水,它就能变成一颗水球,身材从扁平变得圆滚滚,实现“一口吃个胖子”的神话。

我们知道,原本水的表面张力很大,每个水分子都是“受气包”,在外面被空气挤,在内部被“同类”挤。但在微重力环境下,水分子不再受重力约束,获得了“自由身”,所以受到外部挤压力变小,与受内部挤压产生的力量相比,简直是鸡蛋碰石头,所以呢,处于最外层的水分子就会向内收缩,从而形成球形,看上去,就仿佛是它们以抱团取暖的姿势聚合在了一起。

是的,它们非常团结,假如你想用外力把聚合的水分子打碎,它们也会重新抱团。

从水球到气球

你以为水球就是“太空魔法”的极限了吗?不,知识限制了你的想象力。水到了太空中,能玩的花样还多着呢。只需要半颗泡腾片,王亚平老师亲手制作的水球,就能变出一肚子泡泡,从而变成气球,你说神奇不神奇?

地球上的小观众们一定又惊奇地睁大了眼睛。究竟发生了什么?

我们知道,泡腾片遇水会产生大量气体,原本应该冲到水的表面上来,你们肯定都见过泡腾片扔进可乐的实验,可乐都被气体“炸”飞了。但是,在太空中,由于浮力的消失,水中的气泡无法腾空而起,就只能委屈巴巴,被“囚禁”在水球内部。

活捉“水滴”逃兵

“太空课堂”听着过瘾,看得开心,但是打扫实验现场可不轻松,为了准备这一堂课,我们的航天员可是付出不少辛勤的劳动呢。就拿今天实验的对象水来说吧,在微重力环境中,它们体验到了自由自在的感觉,万一有个把“逃兵”,悄悄钻进空间站的仪器中可怎么办?那后果可是相当严重的。

不怕,我们的航天员懂得打败“魔法”的“魔法”,最常用的就是毛细原理。比如做完水膜实验,就先用纸巾把折纸小花盖住。这样一来,纸巾中的亲水纤维,就会迅速抱住那些企图逃走的小水滴,让它们动弹不得,然后再通过特殊的装置进行回收。

由此,我们不妨再开个脑洞:太空中的航天员究竟怎么上厕所,不担心人体排泄物分子在舱内乱跑吗?前几期我们悄悄讨论过这个话题,你还记得吗?不妨翻回去再看看吧。89C6B635-2066-41C1-B861-62CA7FA1F40E

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