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如何在太空中花樣玩冰墩墩?航天員王亞平來教你

今天下午,來自中國空間站的第二堂“太空網課”開講啦,你都看了嗎?

航天員王亞平、翟志剛和葉光富為我們示範了4個實驗:太空冰雪實驗、液橋示範實驗、水油分離實驗、太空抛物實驗,冰墩墩還出鏡了呢!

如何在太空中花樣玩冰墩墩?航天員王亞平來教你

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天宮課堂是針對中國小生的授課,那麼同學們,這些實驗背後的原理你都懂了嗎?蝌蚪君再來帶你複習一下。

“冰雪”實驗是什麼原理

“冰雪”實驗是較為常見的實驗,其原理也很簡單。

冷卻的處于亞穩态的乙酸鈉過飽和溶液,受到某些刺激(如加入一些固體的晶體或晃動使其産生微小的結晶),亞穩态會失去平衡,過多的溶質就會結晶,恢複成一個适合此時溫度的平衡狀态(飽和溶液狀态)。

實驗前乙酸鈉溶液為無色透明,與水極其相似。而用沾有三水合乙酸鈉晶體的東西輕觸它一下,過多的溶質像水結冰一樣迅速結晶,而結晶的同時會放出熱量。

我們也看到,在太空實驗中,乙酸鈉液體球迅速結晶變成固體。

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航天員王亞平也介紹,這個液體球在釋放熱量,長得像“冰球”其實是“熱球”。

液橋是什麼橋?

“液橋”聽起來有點陌生,但你一定玩過。當你洗手的時候,大拇指和食指中間形成的液體水柱就是“液橋”(是的,就是因為看起來像座橋是以叫液橋)。

液橋的原理比較簡單,氣液界面之間存在着表面張力,使得液體表面好比有一層很薄的彈性薄膜一樣。正是這樣一層“虛拟”的薄膜,使液橋的表面形貌得以維持,而不會“垮塌”。

但是由于表面張力很弱,是以在正常重力環境下形成的液橋尺寸很小(通常隻有幾毫米),超過這個尺寸,液橋将無法平衡其重力而垮塌。

但是我們看到太空中的“液橋”尺寸就很大有沒有?!

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其中的原因就在于太空中重力消失後,表面張力更加突顯。天宮課堂的液橋示範實驗中,水在表面張力作用下将兩個塑膠闆連接配接了起來。

水油分離還要旋轉水瓶?

水油分離的實驗大家應該都做過,蝌蚪君早前也做過相似的實驗:

“洗潔精的作用”實驗,點選視訊看看吧

實驗原理很簡單,因為食用油和水是兩種不同結構組成,是以它們在沒有其他外界媒介作用下不能互溶。加上水和油不一樣,油比較輕,在重力的作用下,水下沉,而油可以浮在水的表面。

但是太空中的水油分離實驗現象和我們在地面上做的有些不一樣,在空間站,水和油并沒有自然分層,需要快速旋轉水瓶,在離心作用下才可實作分層。

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其中的原因就是,微重力環境下,重力發揮不了作用,水和油無法利用重力分離,隻能通過離心力來進行分離。

冰墩墩為什麼勻速前進?

地球上的抛物活動我們經常做,比如丢沙包,但太空中的抛物實驗現象和地面上的相差很大。

地球上的物體受到重力的作用,會迅速向下落,而太空中沒有了重力,物體是沿着抛出的方向勻速前進的。

如何在太空中花樣玩冰墩墩?航天員王亞平來教你

看到冰墩墩了沒?圖源見水印

以上這些知識點記住了吧?記不住可就對不起助教冰墩墩老師了。

此次太空授課,除了實驗,航天員們還向我們展示了部分空間科學設施,介紹了在空間站的工作生活情況。授課期間,航天員還通過視訊通話形式與地面課堂師生進行了互動交流。

此外,你知道嗎,今年中國空間站将全面建成,載人航天科普工作也會常态化地開展,今後我們或許可以經常參與太空課堂,讓我們一起期待吧~

END

本文綜合自央視新聞等

責編/心與紙

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