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【不可思议的无管虹吸现象,液体为何能自己爬上杯壁】嘿,朋友们,今天咱们要聊一个特别神奇的物理现象——无管虹吸。先给大家看个有意思的实验:一杯橙色液体,实验者先用勺子轻轻搅拌,然后猛地把液体带出来。怪事发生了,这液带居然没断开,还在持续不断地向下流,就算没了勺子也一样。再把杯子倾斜得更厉害些,按常理说,只有液面超过杯口水才会流出来,可这液体不一样,哪怕液面低于杯口,它也能飞速向上攀爬流出杯外。这到底是咋回事呢?杯子里的神秘液体是啥?为啥它能自己拉自己往上爬呢?
看到这儿,不知道大家有没有联想到经典的虹吸现象。虹吸现象是靠管子让液体从高处流向低处,而今天说的这个实验没了管子,所以人们叫它“无管虹吸”。这里面的液体可不是普通液体,而是一种高分子流体——聚氧化乙烯溶液。它属于非牛顿流体里的剪切增稠流体,粘度超高,润滑性也强。
啥是剪切增稠流体呢?简单说,它平时很柔软,可一旦受到高速冲撞或挤压,就会变得坚硬。而且这种流体还有粘弹性,咱们可以把它想象成蜂蜜和皮筋的结合体。因为聚合物的分子链很长,在拉伸作用下,液体就像链条一样源源不断地流动。
除了刚才看到的实验,无管虹吸还有其他演示方法。比如用针管吸东西,咱们小时候玩水枪,管口离开液面就吸不起来水了。但剪切增稠流体不一样,就像日常用的胶水,倒在小盘里,用注射器猛吸,就算注射器离液面一两厘米高,胶水也能被吸进去。还有咱们吃的蛋清,虽然没胶水那么粘,也能实现边提边吸的效果。要是用聚氧化乙烯溶液,能看到更神奇的景象,液流能被拉到跟膝盖同高的空中呢。
最后再给大家分享一个物理老师做的实验装置。他把烧杯左右交替倾斜,放在不同高度,这样就能看到一杯高分子液体从上到下像瀑布一样自行流动,那画面可有趣了。
无管虹吸现象是不是很神奇?其实啊,这背后都是物理原理在起作用。高分子流体的粘弹性和分子链结构,让它具备了这种独