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搭起一座液桥

2023-04-24李文卓邵明辉

百科探秘·航空航天 2023年4期
关键词:塑料瓶胶水表面张力

文/李文卓 邵明辉 图/赵 赵

在天宫课堂上,王亚平用塑料板搭起了一座液桥。在地球的重力环境下,想要实现同样的液桥实验呢,就需要想一个巧妙的办法。下面我们一起来试试吧。

实验材料

塑料瓶盖2 个、普通胶水5 克。

操作步骤

1 实验开始前,请先佩戴好护目镜、手套、口罩。

2 在两个塑料瓶盖的表面滴出两个胶水球。

3 将两个塑料瓶盖上的胶水球缓缓靠近,发现两个胶水球并不相连。

4 继续将两个胶水球相互靠近,使得两个胶水球相连。

5 将两个塑料瓶盖往两侧拉开1 ~3 厘米,胶水将两个塑料瓶盖连接起来,简易的液桥搭建完成。

知其然,知其所以然

虽然搭建简易液桥并不难,但是明白背后的科学原理才是关键。聚焦液桥实验,我们需要来学习以下几个概念。

概念一点通

分子间的相互作用力

分子间的相互作用力是指不同的分子之间能够相互吸引甚至融合的作用力,且引力和斥力总是同时存在的。当处于平衡距离时,分子间的相互作用力为零;当分子间的距离小于平衡距离时,表现出斥力;当分子间的距离大于平衡距离时,表现出引力。

液体表面张力

液体表面张力是指作用于液体表面的使液体表面积缩小的力。在地面上,表面张力相比重力要小得多,所以液桥的长度一旦大于5 毫米,液桥就会因为重力的作用而被破坏掉。

原理揭秘

回顾液桥实验,液桥的形成原因是液体的表面张力。在太空微重力的环境下,液体的表面张力就大显神威了,表面张力使得液体表面如同有一层很薄的弹性薄膜,从而让液体的形貌得以维持,液桥不会垮塌。在地球上由于受到重力的影响,液桥的现象不太明显。如果用普通的水做液桥实验的话,地面上的液桥长度通常会很小,只有2 ~5毫米。液体表面张力与物质本性、温度、压力等因素有关,我们选用黏稠度较大的液体(胶水)搭建液桥,是增大液体的密度来达到增大液体表面张力的目的,从而在地球上能形成相对较长的液桥。

轻松答题

通过阅读以上液桥实验内容,下面哪些说法是正确的?()

A.两个水球接触后合成一个水球,说明分子间存在相互作用力。

B.如果在地面上完成实验,液桥的最大长度会变小。

C.太空中水的内部不存在压强。

D.太空中的液桥可以很长,是由于液体表面张力的作用。

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