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神州十三號太空課堂知識解讀系列——水膜張力實驗

 十六年教育館 2021-12-14

2021年12月9日15時40分,“天宮課堂”第一課正式開講,時隔8年之后,中國航天員再次進行太空授課。

實驗現(xiàn)象:在翟志剛、葉光富的輔助下,航天員王亞平把一個金屬圈插入飲用水袋中,慢慢抽出金屬圈,形成了一個水膜。接著,她往水膜表面貼上一片和女兒一起完成的花朵折紙。在水膜試驗中,這朵花在太空中“綻放”。

原理解讀:在地面上,水滴中液體表面張力受到地球引力的影響,實驗效果表現(xiàn)不明顯;受到內(nèi)部分子的吸引,液體表面分子有被拉入內(nèi)部的趨勢,導致表面就像一張繃緊的橡皮膜,這種促使液體表面收縮的繃緊的力,就是表面張力。在太空失重環(huán)境中,水膜表面的水分子切面上只有一個液體表面張力的作用,水滴呈現(xiàn)球形,當花朵貼近水膜表面時,花朵在水膜表面張力作用下而逐漸展開。

液體表面張力知識點

凡作用于液體表面,使液體表面積縮小的力,稱為液體表面張力。

產(chǎn)生的原因:液體跟氣體接觸的表面存在一個薄層,叫做表面層,表面層里的分子比液體內(nèi)部稀疏,分子間的距離比液體內(nèi)部大一些,分子間的相互作用表現(xiàn)為引力。就像你要把彈簧拉開些,彈簧反而表現(xiàn)具有收縮的趨勢。正是因為這種張力的存在,有些小昆蟲才能無拘無束地在水面上行走自如。

無機液體的表面張力比有機液體的表面張力大的多;

水的表面張力0.0728N/m(20℃);

有機液體的表面張力都小于水;

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