一个有关压强和表面张力的实验,也可以用来整人(
一个装着水的饮料瓶,看起来似乎并没有什么问题,但拧开瓶盖时,却会看到它突然开始漏水。
做法:首先在饮料瓶中装上水,拧紧瓶盖,接下来在瓶身上靠近瓶底的位置用大头针扎出小孔。一开始,这些小洞其实也会少量漏水,不过等上一小会儿之后,可以看到漏水停止。此时,瓶子上虽然扎了孔,但却能够保持水不流出来的状态。拧开瓶盖之后则会看到细水流从小孔喷出。
原理:当部分水流出之后,拧紧瓶盖的瓶内压强会降低一点,不能维持水继续流出,打开瓶盖之后内外气压平衡,水的压强会让水流从小孔流出。按理说瓶身有破洞的时候,应该能有气泡进入瓶内,如果气泡确实进来了,那么气压又会变得平衡,水还会继续漏。但如果瓶身上的孔直径足够小,气泡的进入会被另外一个因素阻碍——水的表面张力。气泡形成的时候需要首先在局部形成弯曲的凹液面,而受水的表面张力影响,液面总是有回缩的趋势,所以形成凹液面会有阻力,在尺度越小的情况下这种阻力越大。
注意事项:为了成功阻止气泡进入瓶内,小孔的直径必须足够小,我试了一下,下图左边这种大头针是可以的,右边这种就过粗了,无法成功。
另外挤压瓶身时也会漏水,所以硬一点不容易挤压的饮料瓶会更好。也要注意远离电器等各种怕水的物品。
另外一个原理差不多的实验:大家可能小时候看过一个经典的气压实验,把一个杯子/罐子完全装满水,杯口盖上一张卡片,按住卡片翻过来,大气压会顶住卡片水不会流出来。这个如果把封口的东西改成一张网眼足够小的网,倒扣过来也是不会漏水的,同样是水的表面张力阻止了气泡进入。
(题图是随便找的,其实和内容没什么关系)