紙巾、清水、玻璃瓶、牙簽。
1.將清水倒入玻璃瓶中,注意不要倒滿(可以在水中加入色素以便觀察)。
2.用一張普通的紙巾蒙住瓶口,并除去多余的部分。
3.小心地倒轉瓶身,用牙簽穿刺紙巾。
通過上面的實驗,我們發現:牙簽穿過紙巾進入瓶中,由于牙簽的密度小于水的密度,牙簽會上浮到頂部;任由牙簽穿刺紙巾,在不額外施加作用力的情況下,瓶內的水始終不會傾瀉下來。僅憑一張小小的紙巾就鎖住了一瓶水,這結果實在有點兒令人費解。
我們已經認識了液體的表面張力——牙簽穿刺紙巾后,雖然出現了一個小孔,但水的表面張力仿佛給紙巾上的小孔覆蓋了一層“水膜”,與紙巾一起形成一道“屏障”,此時外界空氣對紙巾向上的壓力等于水瓶內的空氣、水對紙巾向下的壓力及紙巾自身的重力之和,于是出現了“紙巾托水”的現象。在不額外施加作用力的情況下,瓶口不會“決堤”。
液體的表面張力單位用N/m表示,如水的表面張力為0.0728N/m(20℃)。
影響液體表面張力的因素比較多,比如:有機液體的表面張力都比水小;無機液體的表面張力比有機液體的表面張力大得多;分子量大,表面張力也大;溫度升高,表面張力會隨之減小;而壓力和表面張力則沒有關系……
回歸日常生活也許更有助于理解本期實驗的主題。文章開頭提到的“端不平一碗水”,是指在盛滿水的碗里放入金屬回形針和小木塊的小實驗。
由于表面張力的存在,碗里的水滿而不溢,液面呈凸狀。小木塊依靠水的浮力漂在液面的最高處(碗的中心),而回形針則靠水的表面張力漂在液面的最低處(碗的邊緣)。液面有凹凸,這碗水肯定是端不平了。果然,有生活的地方一定有科學!
如果只倒半碗水,金屬回形針和小木塊會“游”向別處嗎?動手試一試吧!
兩塊干燥的玻璃放在一起很容易分開,往玻璃之間加點兒水為何結果會大不一樣?
這是因為:兩塊干燥的玻璃中間有一定的縫隙,空氣能進入,內外氣壓相等,所以玻璃容易分開。如果往玻璃縫隙里加水,就把空氣趕跑了,縫隙里的氣壓變低,外面的大氣壓會將兩塊玻璃牢牢地“粘”在一起。