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自己尝试一下吧。尽可能地测量准确,甚至能得到更加接近真实速度的数字。如果你的巧克力在事先冷冻一下,那么开始熔化时,熔融区会更加醒目。当然,你也许会找到一些各式各样不同的、微微熔化时尝起来会十分美味的巧克力来进行研究。真正的科学家都懂得,双重检验结果永远是重要的。
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第30节:酒面上的奶油
酒面上的奶油
为什么天玛利(咖啡乳)酒表面上2毫米厚的一层奶油会快速产生回转涡旋的图案?
这是适合饭后餐桌“实验室”的一个完美的实验。因为它是《新科学家》让世界引起关注的一个实验,所以我们自己觉得特别荣耀。要用一些质量好的轻脂稀奶油,因为牛奶过稀容易流动,而重脂奶油又太稠。不要舍不得,最后形成的产物甚至可以直接喝掉。
所需的材料
一个宽平底玻璃杯
轻脂奶油
一瓶天玛利牌(咖啡乳)酒
一个羹匙
要做的事情
向玻璃杯里倒入1厘米深的天玛利酒,再加入薄薄的一层稀奶油。奶油要沿着羹匙的背面慢慢地倒,这样奶油才会均匀地铺在天玛利酒的表面。怎样把仓鼠变成化石?居室客厅里
会看到的现象
随着奶油和天玛利酒的相互作用,酒表面的奶油会裂开,形成类似多个细胞组成的图案。
究竟发生了什么
涡旋图案是对流造成的。对流是流体的整体运动,通常由温差(温度的差异)导致的。然而在这个实验里,对流是由两种液体浓度上的差异驱动的,这被称作溶质对流。
天玛利酒中的酒精是对流的驱动力。当加入奶油之后,酒精开始向其渗透。当酒精到达表面时,它会改变表面张力,使张力下降。奶油液体没有受到影响的区域仍维持着其较高的表面张力,于是将表面张力低的奶油液体拉向自己。随着表面奶油液体被拉开,天玛利酒便向上运动填充进来。填充区域的表面张力比被拉走的奶油液体表面张力更低。由于产生了对流循环,这个过程会自己持续下去。只要天玛利酒和受影响奶油区域之间的浓度差异存在,这个过程就会持续。
表面张力对流被称为马朗格尼对流(Marangoni convection)。在干燥各种油漆时这种对流作用也会发生。这种对流作用还造成诸如酒杯中飞奔向下的“腿”之类的那些现象(参见本书的实验“酒鬼的腿”)。从天上滚动的云到煎锅里的油中都会见到类似的现象。不过,天玛利酒有点特殊性,因为在其他系统中,对流环是圆形或者是六边形的。
附注:
我们很高兴把这个实验纳入本书,因为当这个问题在《新科学家》杂志上刚被提出时,没有人知道答案,这让一组研究者对这个现象进行研究,并且就这个题目写出了结论性的论文。
◇欢◇迎访◇问◇。◇
第31节:过顶四溢
过顶四溢
将起泡葡萄酒或者啤酒倒入干燥的玻璃杯中时,特别容易向上喷涌溢出,但如果玻璃杯内侧是潮湿的就不会这样,这是为什么?
非常坦率地讲,可以在家里做的、涉及酒精饮品的实验数量如此之多,就连我们也感到吃惊。如果只对做实验感兴趣,大可不必非要去喝这些葡萄酒或啤酒,不过……
所需的材料
刚刚开瓶的起泡葡萄酒或者啤酒
(香槟酒用的)郁金香杯或啤酒杯
橄榄油
一勺白糖
灰尘(酒架后面一般都会有)
要做的事情
把葡萄酒或啤酒快速倒入直立的酒杯中,这样酒会向上溢出泡沫至杯子边缘,等泡沫退去后再倒入更多的酒。
会看到的现象
第二次倒入的酒不会像第一次那样有相同的起泡效果。
究竟发生了什么
啤酒、起泡葡萄酒和其他发泡的饮料都溶解有气体。虽然根据热力学定律,气体倾向于从溶解状态变成气泡溢出,但是由于一定要从极小的起点开始形成,气泡成形并不那么容易。因为在一个直径仅有0?1微米的气泡中,微小气泡的压强可以达到3×106Pa。而亨利定律告诉我们,随着气压的增高气体的可溶性增强,所以气体从溶解状态一旦释放,很快又会被强制溶解到液体之中。
然而气泡可以在灰尘颗粒、表面不平整的