花水球(中国空间站内的“御水术”,可能是你能看到的最贵网课)

中国空间站内的“御水术”,约莫是你能看到的最贵网课

12月9日15点40分,“天宫讲堂”定时开课。

随着一颗旋转的陀螺,镜头转入了中国空间站。随后,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富构成的“授课小组”不仅对在轨事情场景举行了先容,还在失重条件下为各位演示了多项教学实行。这也是继2013年初次太空授课活动后,“太空班”再次开课。

上课啦上课啦!丨央视讯息

关于很多封建知识而言,我们经过实际分析可以推测干系的征象。即使云云,当直观的展现云云真实地展如今我们眼前时,每一局部仍旧会被封建之美所震撼。

“天宫讲堂”便向你与我揭开了宇宙之美中奥秘的一角。

王亚平将一朵她和女儿在地球上做的小花折纸放在了水膜上,让这朵花在太空中绽放丨央视讯息

回忆本次讲堂,水真是刷满了存在感:水膜、水球、充溢气泡的水滴……水在空间站里变成仿佛拥有了邪术,成为了共同的存在。航天员怎样制造球形水?做完实行后又该怎样算账它们呢?

太空球形水,你家也有同款

“太空教员”王亚平从水袋里挤出了一些水,这些水自但是然地变成了球形,并悬浮在空中。

挤出的水变成了悬浮的水珠丨央视讯息

随后,王亚平使用圆形支架在水袋取出了一张水膜,并放入了那朵与女儿一同制造的小红花。小红花在水膜上渐渐绽放。纸张的主要因素是纤维素,这种物质相当亲水。当纸片交往到水时,毛细作用会使水快速地进入纸张纤维的漏洞中,将纸浸湿。纸张纤维吸水变大,这会使折痕渐渐平展,制造“吐花”的后果。

随后,王亚平持续向水膜中加水,让它变成了一颗晶莹剔透的水球。

在空间站情况下,不再受重力束缚的水总是会悬浮在空中,并构成圆圆的“水球”。即使悄悄扰动水球,它也仍然会规复球状——这是由于在外表张力的作用下,水总是倾向于坚持外表积最小的外形

水在失重情况下聚成激流球,乃至还能当透镜 | 央视讯息

外表张力是由分子间作用力产生的,因此它的后果在失重情况下不受影响,并且还由于去除重力要素而看起来更分明了。

我们可以如此了解外表张力的产生:

在水的外表,水分子在表里两侧遭到了不同的分子间作用力:内侧的力来自其他的水分子,外侧的力则来自氛围分子。氛围对水的作用力比水分子之间的作用力要小很多,因此外表的水分子就产生了向内紧缩的趋向。

外表张力轻重与液体的实质有关,水分子之间存在较强的氢键作用,因此水拥有相当大的外表张力。

本次实行中,航天员们制造了一个“空心水球” | 央视讯息

失重形态下的“球形水”十分有目共睹,不外表察这种征象也不是必需飞到太空。但是,我们身边就有很多由于失重变成球形的水,好比从水龙头淌下的水滴,大概突如其来的雨水(固然,受氛围阻力影响,下落的水滴但是底面会变得有些平)。

在地球上,自在下落的水滴相反也会变成球形 | Chris 73/Wikipedia

吹个大气泡

展现完球形水后,王亚平将水球染成了蓝色,并向此中投入了半颗泡腾片。泡腾片敏捷产生了多量的气泡,但神奇的是,这些气泡并没有溢出,而是让水球变成了气泡球

这是由于,和外表张力不同,浮力是依托重力的作用力。因此到了失重情况中,浮力就会“没效”:水中的气泡不再浮上外表,而是长时间呆在水的内里,很难散失。假如在失重“水球”中吹一些气,大概放进泡腾片,都能很好地察看到这种征象。

在水球中到场染料和泡腾片 | 央视讯息

这颗蓝色的气泡球就宛如我们斑斓的地球,我们仅有在太空中才干一睹它的全貌。而这大概就是我们向往太空的缘故之一。


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    怎样拾掇?

    在太空玩水球好坏常直观的实行演示,但做完实行仔细拾掇也很紧张——毕竟,任由水滴到处飘散有约莫会招致装备毁坏。

    在本次太空讲堂里,航天员在将水膜上的纸花收起来时,使用了纸巾将纸花包裹住。但是在失重形态下,太空中的水滴是可以被纸巾或毛巾敏捷吸取的。这是由于,毛巾吸水依托的毛细作用也是泉源于分子间作用力,因此后果不会遭到失重的影响。

    不外,亲水的毛巾与水之间有较强的分子间作用力,在短少重力的情况下想要把水再拧出来就比力困难了……

    短少了重力作用,拧毛巾就比力困难了 | Canadian Space Agency

    在失重情况下,毛细作用还使用到了意想不到的场合:有人使用它计划了一款合适太空的咖啡杯。这种杯子不再是圆柱形,而是构成了一个窄窄的尖角,液体可以在这里经过毛细征象盲目地爬升到杯口,如此即使没有重力也能便利地喝到咖啡,并且不会让液体到处乱跑。

    这次的太空讲堂幽默而生动,但这也只是探究深空历程中的一声弦外之音,正如王亚平在实行演示完毕时说的那样:

    “地球,是我们人类在宇宙中的摇篮。但是人类不成能永久生存在摇篮里。如今,我们以前拥有了本人的空间站。信赖将来,中国人的脚步一定会踏入月球、火星和更远深空。”


    作者:窗敲雨

    编纂:Luna、Owl

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