家中的洋流
2022-06-27大卫布兰克拉萨拉赵彦
□文/大卫·布兰克·拉萨拉 译/赵彦
我们在海上某个点用水枪打出去的水珠,大约需要上千年才能返回。是什么原理让水维持它的流动?是它的密度。在液体世界中,就如你将油和水倒入一个可见的玻璃杯里,低密度的部分会漂浮在高密度的之上。
海洋的密度在整个地球范围内都不是恒定的,它的变化取决于两个因素:温度以及每一瞬间所溶解的盐分。通过一个简单的实验,我们将会诧异于水的速度是由密度决定的。
我们用一个长方形的透明塑料容器,装上我们的“洋流”。比较合适的尺寸如:长30厘米,高15厘米。此外你还需要五个一模一样的早餐杯,四个小甜点盘,一个冰块盒和一支滴管。为了能展示水的流动,我们将使用两种色调的食用色素:蓝色和红色。
先用蓝色试剂染上半升水,然后将其倒入冰块盒。实验前一晚将其冷冻于冰箱中,以便结成蓝色冰块。四个杯子用来支撑塑料容器。为了抬升其高度,可将每个杯子放在甜点盘的上面。
将塑料容器装上四分之三的自来水,然后小心地将其置于杯子上。在水静止不动时,用小平锅加热一点水,在水沸腾前将其取出放在一边。如果需要的话,此步骤请寻求成年人的帮助。
接着,用滴管在塑料容器底部,尽量靠着其中一端,滴入红色试剂。将第五个杯子装满热水,然后将其推到塑料容器的下方,以使滴入的红色试剂恰好位于其上方。
观察一下接下来将会发生什么。在得到杯子中的热量传递之后,红点周围的水开始扩散开来,水的密度降低,浮在了较冷的周围的水上。在水往上浮升的过程中,搅动染料。
在塑料容器的另一端,小心地将三块蓝色的冰块放入水中。现在发生了什么?当冰块融化时,比周围水温更低的蓝色水加入了我们的小海洋中。4摄氏度以上的水,水温越低,其密度就越大,因此那些水就会往下沉。
几分钟后,你会注意到水也在水平地流动。上升的热水和下沉的冷水都会给附近的水留下一个自由空间。
你已经完成了海洋漂流!