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液体的天然形状

查字典物理网 2017-04-10

  我们平常都认为液体没有一定的固有的形状。这种想法其实是不正确的。所有液体的天然形状都是球形。可是一般因为有重力作用妨碍它保持这个形状,因此,如果它不是盛在容器里,就会变成薄层流散开去,如果盛在容器里就会变成跟容器一样的形状。一些液体如果停留在另一种密度相同的液体里,那么,按照阿基米德原理,它要“失去”它的重力:仿佛重力对它不起一点作用──那时候,这液体才显出了固有的天然的球形。

  橄榄油在水里会浮起,但是在酒精里却要沉落。因此可以用水和酒精混合成一种稀酒精液,使这油在这稀酒精液里既不沉落,也不浮起。用一只注射器把少许橄榄油注进这稀酒精液里,我们会看到一个奇怪的现象,这一些油竟凝成一个很大的球形的油滴,既不沉落,也不浮起,静静地悬在那里。

  做这个实验的时候,一定要有耐心而且要仔细地动作,──否则的话,得到的会不是一滴大的,而是分散成比较小的几滴。当然,得到一些小油滴也还是很有趣味的。

  可是,我们的实验还要继续做下去。把一根细长的木条或金属丝通过这个油滴的中心,把它旋转起来。这个油滴也会跟着旋转起来(假如在做这个实验的时候,能够把一片渍油的硬纸小圆片装在旋转轴上,使它能够整个放在圆球里面的话,那么结果就会更加圆满)。圆球受到旋转的影响,开始变扁,几秒钟以后,会甩出一个圆环来。这个圆环分裂成许多小滴,每一小滴都变成球形,继续绕中央油滴旋转(图50)。这个有意思的实验,最早,是比利时的一位物理学家普拉图做出的。我们现在说的就是普拉图的实验方法。但是,这个实验可以做得更加方便且同样有意思。这方法是这样的:用清水把一只小玻璃杯冲洗干净,装上橄榄油,放到另外一只大玻璃杯的底上;然后仔细把酒精注到大玻璃杯里,使小杯整个浸在酒精里。然后,用一只汤匙小心地沿着大杯的杯壁添进一些水去。于是,小杯里的橄榄油面就逐渐向上凸起来;等到注进去的水已经相当多的时候,小杯里的橄榄油就完全从杯里升了起来,变成一个相当大的圆球,悬在酒精和水的混合液里。

  手头没有酒精的时候,这个实验可以用苯胺代橄榄油来做。苯胺是一种液体,在常温下比水重,但是在75~85摄氏度的时候却比水轻。因此,只要把水加热,就可以使苯胺悬在水里,这时候苯胺也成球形。如果要在常温里做这个实验,可以用食盐水代替清水,苯胺会悬在适当浓度的食盐水里。

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