自己嘗試一下吧。儘可能地測量準確,甚至能得到更加接近真實速度的數字。如果你的巧克力在事先冷凍一下,那麼開始熔化時,熔融區會更加醒目。當然,你也許會找到一些各式各樣不同的、微微熔化時嚐起來會十分美味的巧克力來進行研究。真正的科學家都懂得,雙重檢驗結果永遠是重要的。
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第30節:酒面上的奶油
酒面上的奶油
為什麼天瑪利(咖啡乳)酒表面上2毫米厚的一層奶油會快速產生迴轉渦旋的圖案?
這是適合飯後餐桌“實驗室”的一個完美的實驗。因為它是《新科學家》讓世界引起關注的一個實驗,所以我們自己覺得特別榮耀。要用一些質量好的輕脂稀奶油,因為牛奶過稀容易流動,而重脂奶油又太稠。不要捨不得,最後形成的產物甚至可以直接喝掉。
所需的材料
一個寬平底玻璃杯
輕脂奶油
一瓶天瑪利牌(咖啡乳)酒
一個羹匙
要做的事情
向玻璃杯裡倒入1厘米深的天瑪利酒,再加入薄薄的一層稀奶油。奶油要沿著羹匙的背面慢慢地倒,這樣奶油才會均勻地鋪在天瑪利酒的表面。怎樣把倉鼠變成化石?居室客廳裡
會看到的現象
隨著奶油和天瑪利酒的相互作用,酒表面的奶油會裂開,形成類似多個細胞組成的圖案。
究竟發生了什麼
渦旋圖案是對流造成的。對流是流體的整體運動,通常由溫差(溫度的差異)導致的。然而在這個實驗裡,對流是由兩種液體濃度上的差異驅動的,這被稱作溶質對流。
天瑪利酒中的酒精是對流的驅動力。當加入奶油之後,酒精開始向其滲透。當酒精到達表面時,它會改變表面張力,使張力下降。奶油液體沒有受到影響的區域仍維持著其較高的表面張力,於是將表面張力低的奶油液體拉向自己。隨著表面奶油液體被拉開,天瑪利酒便向上運動填充進來。填充區域的表面張力比被拉走的奶油液體表面張力更低。由於產生了對流迴圈,這個過程會自己持續下去。只要天瑪利酒和受影響奶油區域之間的濃度差異存在,這個過程就會持續。
表面張力對流被稱為馬朗格尼對流(Marangoni convection)。在乾燥各種油漆時這種對流作用也會發生。這種對流作用還造成諸如酒杯中飛奔向下的“腿”之類的那些現象(參見本書的實驗“酒鬼的腿”)。從天上滾動的雲到煎鍋裡的油中都會見到類似的現象。不過,天瑪利酒有點特殊性,因為在其他系統中,對流環是圓形或者是六邊形的。
附註:
我們很高興把這個實驗納入本書,因為當這個問題在《新科學家》雜誌上剛被提出時,沒有人知道答案,這讓一組研究者對這個現象進行研究,並且就這個題目寫出了結論性的論文。
◇歡◇迎訪◇問◇。◇
第31節:過頂四溢
過頂四溢
將起泡葡萄酒或者啤酒倒入乾燥的玻璃杯中時,特別容易向上噴湧溢位,但如果玻璃杯內側是潮溼的就不會這樣,這是為什麼?
非常坦率地講,可以在家裡做的、涉及酒精飲品的實驗數量如此之多,就連我們也感到吃驚。如果只對做實驗感興趣,大可不必非要去喝這些葡萄酒或啤酒,不過……
所需的材料
剛剛開瓶的起泡葡萄酒或者啤酒
(香檳酒用的)鬱金香杯或啤酒杯
橄欖油
一勺白糖
灰塵(酒架後面一般都會有)
要做的事情
把葡萄酒或啤酒快速倒入直立的酒杯中,這樣酒會向上溢位泡沫至杯子邊緣,等泡沫退去後再倒入更多的酒。
會看到的現象
第二次倒入的酒不會像第一次那樣有相同的起泡效果。
究竟發生了什麼
啤酒、起泡葡萄酒和其他發泡的飲料都溶解有氣體。雖然根據熱力學定律,氣體傾向於從溶解狀態變成氣泡溢位,但是由於一定要從極小的起點開始形成,氣泡成形並不那麼容易。因為在一個直徑僅有0?1微米的氣泡中,微小氣泡的壓強可以達到3×106Pa。而亨利定律告訴我們,隨著氣壓的增高氣體的可溶性增強,所以氣體從溶解狀態一旦釋放,很快又會被強制溶解到液體之中。
然而氣泡可以在灰塵顆粒、表面不平整的