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13岁学生的实验:探究液体自然形状

公众话科学
2012年06月25日
作者:杨一伟 浙江省桐乡市洲泉镇中心小学在读学生
在我喝水的时候,我看到水的形状就是杯子的形状,而当水进入了球形容器后,形状又成了球形……如果我们把水倒入任意一个容器中,水会表现为容器的形状。我一直在想,液体究竟有没有它的自然形状呢?如果有,又是怎样的呢?
因为我们平时看到的液体都是有重力作用的,所以并不是它自然的形状。那么怎样才能摆脱重力的束缚,呈现出自然状态呢?记得我在书上看到过,只要把液体倒入同密度的其他液体时,液体就可以摆脱重力对它的束缚,显现出自然的形状。利用这一原理,我们就可以做实验研究了。
材料:①两个大小不同的透明玻璃圆柱形容器(小的能套进大的里)
 ②食用油 ③酒精
 ④水 ⑤小勺子

先将小的容器洗干净,装上食用油,将这个容器放入大容器里,然后,慢慢地把酒精注入大容器,一直到淹没小容器。然后用小勺沿着大茶杯杯壁慢慢添水进去。因为这涉及到酒精与水的比例,一旦比例失衡,就不能看到预期的实验效果了,所以一定要小心、细心、耐心。在我添加到一定程度时,小杯子里的食用油慢慢鼓起来了,我继续添水,一团食用油慢慢浮了上去,悬浮在离水面三分之一的地方停住了。我一手拿着酒精一手拿着水,同时缓缓地倒向小油球,一整个球被我用液体冲成了许多小球。可是过了一会儿,一个个小球又浮上去,重新组成了一个较大的球。继续加酒精,小油球就慢慢沉下去,加水则浮上来。我又拿了一根筷子,插入这个油球的中心, 摇晃筷子,小油球就像生鸡蛋的蛋黄一样,随着筷子缓慢转动起来。在筷子上附着一个用油沾湿了的小圆片,像刚才一样继续把它插入油球中心,晃动,一会儿之后,油球变成了扁平状,并且在几秒钟之后,一部分油脱离了大球。真是有趣。

因为食用油的密度介于水和酒精之间,所以把食用油滴入水中它会漂浮起来,而滴入酒精中却会沉下去。现在,我们用适当比例的水和酒精调和成一种混合液,食用油就会悬浮在中间,显出无重力的自然形态。
通过这个实验,我明白了液体在无重力的情况下显出的形状是球形的。我们在日常生活中之所以看不到它们是球形的,是因为重力的作用,重力让原本球形的水变成了平铺着的。