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如何在太空中花样玩冰墩墩?航天员王亚平来教你

今天下午,来自中国空间站的第二堂“太空网课”开讲啦,你都看了吗?

航天员王亚平、翟志刚和叶光富为我们演示了4个实验:太空冰雪实验、液桥演示实验、水油分离实验、太空抛物实验,冰墩墩还出镜了呢!

如何在太空中花样玩冰墩墩?航天员王亚平来教你

图源见水印

天宫课堂是针对中小学生的授课,那么同学们,这些实验背后的原理你都懂了吗?蝌蚪君再来带你复习一下。

“冰雪”实验是什么原理

“冰雪”实验是较为常见的实验,其原理也很简单。

冷却的处于亚稳态的乙酸钠过饱和溶液,受到某些刺激(如加入一些固体的晶体或晃动使其产生微小的结晶),亚稳态会失去平衡,过多的溶质就会结晶,恢复成一个适合此时温度的平衡状态(饱和溶液状态)。

实验前乙酸钠溶液为无色透明,与水极其相似。而用沾有三水合乙酸钠晶体的东西轻触它一下,过多的溶质像水结冰一样迅速结晶,而结晶的同时会放出热量。

我们也看到,在太空实验中,乙酸钠液体球迅速结晶变成固体。

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航天员王亚平也介绍,这个液体球在释放热量,长得像“冰球”其实是“热球”。

液桥是什么桥?

“液桥”听起来有点陌生,但你一定玩过。当你洗手的时候,大拇指和食指中间形成的液体水柱就是“液桥”(是的,就是因为看起来像座桥所以叫液桥)。

液桥的原理比较简单,气液界面之间存在着表面张力,使得液体表面好比有一层很薄的弹性薄膜一样。正是这样一层“虚拟”的薄膜,使液桥的表面形貌得以维持,而不会“垮塌”。

但是由于表面张力很弱,所以在正常重力环境下形成的液桥尺寸很小(通常只有几毫米),超过这个尺寸,液桥将无法平衡其重力而垮塌。

但是我们看到太空中的“液桥”尺寸就很大有没有?!

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其中的原因就在于太空中重力消失后,表面张力更加突显。天宫课堂的液桥演示实验中,水在表面张力作用下将两个塑料板连接了起来。

水油分离还要旋转水瓶?

水油分离的实验大家应该都做过,蝌蚪君早前也做过相似的实验:

“洗洁精的作用”实验,点击视频看看吧

实验原理很简单,因为食用油和水是两种不同结构组成,所以它们在没有其他外界媒介作用下不能互溶。加上水和油不一样,油比较轻,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离实验现象和我们在地面上做的有些不一样,在空间站,水和油并没有自然分层,需要快速旋转水瓶,在离心作用下才可实现分层。

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其中的原因就是,微重力环境下,重力发挥不了作用,水和油无法利用重力分离,只能通过离心力来进行分离。

冰墩墩为什么匀速前进?

地球上的抛物活动我们经常做,比如丢沙包,但太空中的抛物实验现象和地面上的相差很大。

地球上的物体受到重力的作用,会迅速向下落,而太空中没有了重力,物体是沿着抛出的方向匀速前进的。

如何在太空中花样玩冰墩墩?航天员王亚平来教你

看到冰墩墩了没?图源见水印

以上这些知识点记住了吧?记不住可就对不起助教冰墩墩老师了。

此次太空授课,除了实验,航天员们还向我们展示了部分空间科学设施,介绍了在空间站的工作生活情况。授课期间,航天员还通过视频通话形式与地面课堂师生进行了互动交流。

此外,你知道吗,今年中国空间站将全面建成,载人航天科普工作也会常态化地开展,今后我们或许可以经常参与太空课堂,让我们一起期待吧~

END

本文综合自央视新闻等

责编/心与纸

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