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文摘精选《最贵网课:中国空间站内的“御水术”》

栏目:文摘精选|发布:落小朵 已在故事者网站发布【42】篇文章
日期:2022-03-27|来源:意林|作者:窗敲雨|阅读:手机阅读

感谢落小朵发布文摘精选《最贵网课:中国空间站内的“御水术”》,内容如下:

2021年12月9日15点40分,“天宫课堂”准时开课。

随着一颗旋转的陀螺,镜头转入了中国空间站。随后,由神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富组成的“授课小组”不仅对在轨工作场景进行了介绍,还在失重条件下为大家演示了多项教学实验。这也是继2013年首次太空授课活动后,“太空班”再次开课。

“太空教师”王亚平从水袋里挤出了一些水,这些水自然而然地变成了球形,并悬浮在空中。

随后,王亚平使用圆形支架从水袋取出了一张水膜,并放入了那朵与女儿一起制作的小红花。小红花在水膜上逐渐绽放。纸张的主要成分是纤维素,这种物质相当亲水。当纸片接触到水时,毛细作用会使水快速地进入纸张纤维的缝隙中,将纸浸湿。纸张纤维吸水膨胀,这会使折痕逐渐平展,制造“开花”的效果。

随后,王亚平继续向水膜中加水,让它变成了一颗晶莹剔透的水球。

在空间站环境下,不再受重力束缚的水总是会悬浮在空中,并形成圆圆的“水球”。即使轻轻扰动水球,它依然会恢复球状——这是因为在表面张力的作用下,水总是倾向于保持表面积最小的形态。

表面张力是由分子间作用力产生的,因此它的效果在失重环境下不受影响,而且因为去除重力因素看起来更明显了。

我们可以这样理解表面张力的产生:在水的表面,水分子在内外两侧受到了不同的分子间作用力:内侧的力来自其他的水分子,外侧的力则来自空气分子。空气对水的作用力比水分子之间的作用力小很多,因此表面的水分子就产生了向内收缩的趋势。

表面张力大小与液体的性质有关,水分子之间存在较强的氢键作用,因此水拥有相当大的表面张力。

失重状态下的“球形水”非常引人注目,不过观察这种现象也不是必须飞到太空。其实,我们身边就有许多因为失重变成球形的水,比如从水龙头滴下的水滴,或者从天而降的雨水(当然,受空气阻力影响,下落的水滴底面会变得有些平)。

展示完球形水后,王亚平将水球染成了蓝色,并向其中投入了半颗泡腾片。泡腾片迅速产生了大量的气泡,但神奇的是,这些气泡并没有逸出,而是让水球变成了气泡球。

这是因为,和表面张力不同,浮力是依赖重力的作用力。因此到了失重环境中,浮力就会“失效”:水中的气泡不再浮上表面,而是长时间待在水的内部,很难消散。如果在失重的“水球”中吹一些气,或者放进泡腾片,都能很好地观察到这种现象。

正如王亚平在实验演示结束时说的那样:“地球,是我们人类在宇宙中的摇篮。但是人类不可能永远生活在摇篮里。如今,我们已经拥有了自己的空间站。相信未来,中国人的脚步一定会踏入月球、火星和更远深空。”

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