表面張力之趣味小實驗

2021-02-18 科普樂

還有一種被稱為「水上溜冰高手「的昆蟲——水黽,相信大家都不會陌生,我們常常會在池塘邊見到。水黽之所以能在水面上自由滑行,而沒有沉入水底,照樣是水的表面張力在起著作用。

那麼,什麼是表面張力呢? 

原來液體與氣體相接觸時, 會形成一個表面層, 在這個表面層內存在著的相互吸引的力就是表面張力, 它能使液面自動收縮,使得液體表面層猶如崩緊的橡皮薄膜, 有收縮的趨勢, 從而使液體儘可能地縮小它的表面面積。或者通俗點兒講(一些概念通俗講的時候往往就不嚴謹了),水的表面張力可以理解為很多個小水滴之間有一種你拉著我、我拽著你的相互吸引的力。正是因為這個吸引力的存在,才使水滿而不外溢,也使得水黽在水面能夠自由滑行。

清晨荷葉、小草葉子上的露珠晶瑩剔透,而且成圓圓的球體,這正是水的表面張力的存在,小水滴的吸引力才使這個水珠沒有散開的原因。

利用水的表面張力,我們可以嘗試將硬幣浮在水面上。硬幣要找些二分或五分、一角的,否則一元的硬幣太重,表面張力不足以支撐其受到的重力。

也可以嘗試漂浮曲別針……

還可以製作漂亮的七彩漂浮畫:將牛奶倒入盤子內,中央再滴入幾滴色素,將蘸有洗滌靈的棉籤插入杯子的中央,我們看到原本是液滴的色素,立即被棉籤拉到了盤子的中央,形成了幾個扇形區域的漂亮顏色。

原來,洗滌靈是一種表面活性劑,它將水的表面張力降低了,而沒有接觸到洗滌靈的牛奶照樣保持之前較大的表面張力,這樣也就把色素拉向周邊了,於是形成漂亮的牛奶畫。

現在我們就明白了前面介紹的小實驗中, 硬幣不沉沒的原因了, 它實際上利用了水具有很大的表面張力的性質。如果我們事先把硬幣表面塗上一層油, 硬幣就可以輕易放在水面上而不會沉沒。

平時我們用的雨傘的傘面是一種透氣的布料製成的而並非是一塊塑料布,所以當雨下的較大時,我們照樣會淋溼;而雨較小的時候,由於小水滴的表面張力,將傘布的小孔給封閉了。

太空人王亞萍在太空授課時,做的水球也是利用了水的表面張力。只可異,我們在地球上是無法嘗試該實驗了。

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