水球為什么變“懶”了

金合

2022年10月12日下午，在中國空間站問天實驗艙內(nèi)，天地互動的太空授課開講。 “神舟十四號”航天員分別做了毛細(xì)效應(yīng)、水球變“懶”、太空趣味飲水、扳手調(diào)頭4個 實驗，其中劉洋演示的水球變“懶”實驗課，最博人眼球，給我們留下了深刻印象。

只見一只藍(lán)紫色的大水球，就像一團(tuán) 軟乎乎的果凍，架在鐵環(huán)內(nèi)，晃晃悠悠地 搖擺著，眼看就要掉下來，但還是被鐵環(huán) 牢牢地粘在了上面。

劉洋用注射器推出一股氣流，吹在水 球上，水球頓時變了形，并且左右劇烈晃 動著，似乎快要散架一樣，讓人看得好不 擔(dān)心，但最終水球沒有掉下來，好像卡在 鐵環(huán)內(nèi)。

這時，劉洋將一個空心的鋼球扔向水球，鋼球穿進(jìn)水球后，并沒有從另一側(cè)穿 出來，好像被水球粘住了一樣，又被拉回 來，最終被“含”在水球內(nèi)，隨水球一起 晃動。

等到晃動停下來后，劉洋再次用注射 器以同樣的風(fēng)力來吹水球，可是這時的水 球似乎變“懶”了，左右晃動的幅度小了 很多。

看了這個有趣的實驗，大家都感到很 好奇，不禁產(chǎn)生疑問：這水球是怎么形成的？為什么不會破裂？它在鐵環(huán)上不停地 忽閃，為什么不會掉下來？鋼球進(jìn)入水球 里面為什么不穿到外邊？“含”著鋼球的 水球為什么變“懶”了？下面我們逐一回 答這些問題。

我們知道，所有東西都是由非常小的 微粒組成的，這種微粒叫分子，很小很 小，肉眼無法看見。分子之間有引力，這 種引力也很小，人們一般不易察覺到。有 時候不小心把墨水滴在桌面上，只要將筆 尖接近墨水，就會把墨水自動吸入筆腔 內(nèi)，這是墨水分子被筆尖的合金分子吸引 的結(jié)果。

架在鐵環(huán)上的實驗水球，之所以能自 然形成滾圓的樣子，是水分子之間的引力作用使水凝聚在一起，特別是水面的分 子，互相手拉手形成一張“網(wǎng)”，相當(dāng)于 一層外皮，把里面的水包裹起來，從而形 成了圓球形。

平時，我們看到空中下落的雨滴、荷 葉上晶瑩的露珠等都是圓球形的，就是這 個道理。實際上，這種情況也很普遍，不 足為奇，除了像水這樣的液體，小到一粒 粒沙子，大到宇宙天體，都是由一個個分 子互相吸引，從而結(jié)成圓球形。水球之所 以不會被鐵環(huán)“割”裂掉下來，一是由于 空間站離地面400千米～500千米，水球受 地球的吸引力極小，質(zhì)量幾乎為零，沒有 下落的“欲望”；二是水球表面的所謂外 皮雖然很脆弱，但并不是人們想像的那樣一碰就破，還是有一定承受能力的，例如 有的泉水表面能托住硬幣，或者水黽在水 面爬行等，都是由“水皮”支撐著。三是 水分子和鐵環(huán)外表的鐵原子（鐵原子構(gòu)成 鐵分子）之間存在吸引作用。我們將這三 方面綜合起來看，就會明白為什么水球不 會脫離鐵環(huán)而落下來了。

至于鋼球被投進(jìn)水球，不會從中穿 越，而始終被“含”在水球里，主要是鋼 球表面的鐵原子受到水分子的吸引作用， 同時又被水球的外皮罩在里面，所以就被 困住出不來了。

水球與鋼球結(jié)合在一起后，為什么沒 有原來晃動得厲害了呢？這個問題其實很 簡單，我們在日常生活中經(jīng)常遇到這種現(xiàn) 象。比如，推空車很容易，但裝滿貨物后 變重了，就不易推動，因為前后的分量不 一樣。當(dāng)水球內(nèi)有一個鋼球后，總體分量明顯增大，用同樣的風(fēng)力就不易吹動，即使吹得表面出現(xiàn)一個淺窩，也比原來“穩(wěn)重”了一些，自然就晃動得小，讓人覺得水球變“懶”了。

現(xiàn)在，你知道水球為什么變懶了吧。下一期，我們繼續(xù)天宮課堂的話題。