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科学实验 | 漂在水面的金属

前言

众所周知,针和硬币都是由名副其实的金属做成的,扔到水里一定沉下去,想必任何一个人都不会怀疑吧。

而今天,我们就来做一个有趣的小实验,结果可能会让你感到惊奇~

实验报告

实验材料:
  • 一枚五分硬币
  • 一张面巾纸
  • 一根小木棍
  • 一个小水杯

实验材料

实验过程:
  1. 在小水杯里倒进一杯水,放在桌子上
  2. 剪下一块小的纸巾,不能比杯口大
  3. 把五分硬币放在纸巾的中间
  4. 轻轻的拿起纸巾,连同硬币放在水面上
  5. 拿一根小棍轻轻的把纸巾推到水里
实验结果

如果你足够准确并小心的做到以上的步骤,你会惊奇的发现,硬币居然浮在了水面上!

现在来看下 Vicky 演示的过程:

不仅硬币可以浮在水面上,一根针也可以,同样的实验过程:

一根漂在水面上的针

科学原理

为什么密度比水要大得多的金属可以浮在水面上?

大家如果足够细心,会发现无论是硬币还是针的周围与水接触的地方都凹陷在了水里,而水仿佛有一种神秘的力量把硬币和针“托举”在水面上。

事实就是这样的,而这种神秘的力量,就是水的表面张力 Surface Tension。

液体试图获得最小表面位能的倾向

Wikipedia

这个解释不难理解,当我们把硬币放在水面时,水的表面积会变大一点,因为会凹陷下来一点,而水要获得最小的表面位能,就会向上施加这个表面张力,这样硬币或针就浮在了水面上。

这种神奇的力量深究起来,要涉及到物质分子级别的范德华力Van der Waals force。

那么,重一些的金属能浮在水面上吗,比如... 一把铁锁?

大家不妨试一下。

实践是检验真理的唯一标准

娃爸试了几次,均以失败告终...

为什么?因为虽然水有表面张力,但这个力毕竟是有限的,太重的物体还会沉到水底。

要不然,江湖上著名的“轻功水上漂”就不会失传那么久了~

六师弟有话要说 | 少林足球

虽然人类做不到这一点,在动物界这样的高手可不少,大家一定见过这种昆虫:

浮在水面上的水黽

自然界还有类似的情况:

清晨的露珠

蓝莓上的水珠为了获取最小的表面积,也缩成了一团水珠。

实验的后续

有的时候,水的表面张力给人们带来了烦恼。

比如在洗衣服的时候,由于水的表面张力,使得水很难进到纺织物里,甚至会反弹出来。

为此,人们研制了洗衣粉,洗涤剂,这些化学制品可以降低水的表面张力,进而使得水可以和其他物质亲密接触。

最后我们用洗衣液完成了一个补充的小实验:

神奇的洗衣液

听到最后那清脆的一声吗?

科学真神奇!