在太空失重环境下,为什么湿毛巾怎样拧,都拧不干呢?北京航空航天大学宇航学院副教授张晓天,为咱们解说试验背面的科学原理。
张晓天:航天员曾经也在空间站做过和水相关的风趣的试验,水膜张力试验是咱们创造出一个圆形的水膜来,不断向里灌水,发现水膜的厚度越来越厚,可是它仍然能够坚持形状。
张晓天:液桥试验便是在两块板之间用水树立的一个小桥,跟着板的间隔拉远,这个小桥也被越拉越长,可是它不会断掉,这两个现象都是源自于水的外表张力。它和在地上的重力环境下的现象是不相同的。水的外表张力便是水分子有一种彼此招引,它在体积不变的情况下,趋向于让外表积最小化的一种趋势,这是一个物理的规则。在这个规则的效果下,会使水呈现出特定的形状。假如是在重力环境下,水的外表张力和重力要彼此“拔河”,咱们在地上上假如结构一个水膜的话,这个水膜略微一大略微一厚,重力拔河就会拔赢了,它会超越外表张力的效果的程度,水膜就无法坚持。液桥也是这样,在地上上,咱们在两个手指之间滴一滴水,两个手指脱离一个小缝隙,这样一个时间段也会有一个液桥,但只需间隔略微一远,这个液桥立刻就断掉了,是由于在重力的效果下,液桥无法再坚持它的形状,由于重力的效果超越了外表张力的效果。
张晓天:拧毛巾的试验也是源自于外表张力,毛巾上有许多细小的绒毛结构,能够看作是一些十分细小的液桥,在一系列的绒毛之间树立了许多液体的液桥,在微重力的环境下,没有重力的拉扯,它就能更好地坚持液体的形状和它的完整性,被固化后就附着在毛巾的周围了。这样一个时间段咱们去拧毛巾,其实仅仅把水从毛巾里边拧到它外面来了,所以咱们正真看到这些液体仍是集合在毛巾的外表,它也不会滴下来。这也是源自于在微重力环境下才会有的共同的现象。
在今日的天宫讲堂上,航天员们还进行了水球乒乓的竞赛,这样的竞赛,为什么在地上环境下无法复刻呢?
张晓天:水乒乓球试验也是一个十分有意思的试验,它和拧毛巾试验比较,反映了水的别的一种特性,不同的物体外表具有亲水性或者是疏水性,这是物体外表分子结构带来的一种特性。有的资料亲水,水更简单吸附上去,有的资料表现出疏水特性,水就不简单粘在外表。日子中有这样一个比如,池塘里的荷叶顶十分简单构成露水滚下来,那是由于荷叶外表的微观结构是一种典型的疏水结构。
张晓天:这次的乒乓球试验是在球拍上裹了一层毛巾,这个毛巾是一种疏水的运动毛巾,它是选用疏水资料制造的。当液体的小球接触到乒乓球拍外表的毛巾时,由于它是疏水资料,它不会去吸附小球,所以就把小球从头给弹回来了。可是这个现象在地上上是很难产生的,这就回到了上面说到的液体的外表张力和重力之间“拔河”的联系。水在没有重力的情况下,它会表现成一个球形,在地上上的时分是无法坚持这种状况的,在重力的拉扯下,这个水球会决裂乃至被拉长,没有很好的办法坚持球形的形状。
在空间站,榜首没有重力的拉扯,第二航天员用毛巾磕碰水球的时分是轻轻地磕碰,人为操控了这个磕碰力效果的程度,别超越外表张力的程度,让外表张力在这场拔河中扮演了一个主角的人物,所以这个水球一直表现成一个球形,构成了像乒乓球相同被打回去的一种现象。
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