不知道大家在閑來無事的時候,是否會有這樣的想法:如果往開水中尿尿會怎樣呢? ![]() 馬拉高尼效應告訴你,千萬不要這樣做,它的原理揭示了你若向開水中尿尿,很有可能被燙傷,太過危險。 神奇的馬拉高尼效應 2008年也就是全球金融危機的那一年,一位來自阿根廷的少年在泡茶的時候,意外發(fā)現(xiàn)了水逆流而上的現(xiàn)象。 由于他泡的茶葉屬于阿根廷特產(chǎn)的馬黛茶,茶葉類似于細小的碎渣,當水逆流而上的時候,就能夠很直觀地看到。 ![]() 這種現(xiàn)象引起了少年的好奇心,為了研究這種現(xiàn)象的原理,少年做了大量的相關(guān)實驗。 終于在無數(shù)的研究當中,發(fā)現(xiàn)了馬拉高尼效應。 當然,他并不是第一個發(fā)現(xiàn)馬拉高尼效應的人,早在1865年,意大利的一位科學家就將這種效應寫成了一篇論文,發(fā)表在了學術(shù)界。 ![]() 在他的學術(shù)論文當中指出,所謂的馬拉高尼效應是指,具有高、低不同表面張力的液體發(fā)生觸碰的時候,即使液體處于地處,也會出現(xiàn)回流的現(xiàn)象。 這是因為低表面張力的液體具有的拉力小,而高表面張力的液體具有的拉力大,對下邊的液體產(chǎn)生了一種向上的力,導致了回流現(xiàn)象的出現(xiàn)。 ![]() 值得注意的是,這里所說的表面張力是指,在液體表面內(nèi)的力,而不是壓制在液體表面的力。 兩者有什么不同呢?表面張力屬于液體的一個內(nèi)力,即使在沒有外界物體刺激的情況下,這種力仍舊存在,也就是說,它是液體表面的內(nèi)部所特有的。 而液體表面的壓力通常會在一定的外界物體起到力的作用才會產(chǎn)生,比如你的手壓在液體表面,就會產(chǎn)生這樣一個力。 自然界當中,水黽之所以能夠在表面行走,正是利用了水的表面張力。 由于水黽的質(zhì)量小,無法完全破開水面,當它的身體凹陷到一個微小的程度之時,表面張力就會進行自我修復,導致了水黽能夠懸浮在水面上。 ![]() 但是,只要在水中加入足夠量的洗潔精,改變水體的性質(zhì),它的表面張力就會縮小,導致水黽很難漂浮在表面。 如果大家感興趣,可以抓一只水黽,分別放在不同的水體當中,反饋的效果肯定是不同的。 也有人將液體的表面張力比作是一種液膜,當有外界力量破開這層膜的時候,水就會進行自我修復,修復液膜的力由下往上,就形成了回流。 總之這是一種非常神奇的現(xiàn)象,它體現(xiàn)在人們生活的方方面面。 馬拉高尼效應在生活中的體現(xiàn) 比如,當你向開水尿尿的時候,尿液和開水的表面張力是不同的。 ![]() 如果你直接向開水“排入”,當尿液和開水接觸的瞬間,開水的表面張力就開始發(fā)揮作用,不斷地“修復”水面。 如果此時,你尿尿的距離低于開水修復所帶來的動能距離,那么開水就會回流到你的生殖器官,導致燙傷。 ![]() 這也是為什么不能向開水中尿尿的原因,不過只要你尿尿的“動能”足夠大,超過了開水表面張力的修復力,就沒有什么可擔心的。 不同液體的表面張力不同,同一種液體在不同狀態(tài)下的表面張力也有所差異。 ![]() 比如,同一地方采集的兩杯水,一杯煮成開水,另一杯保持原有狀態(tài),那么被煮成開水的一方內(nèi)部雜質(zhì)含量少,表面張力更弱,后者完全相反。 馬拉高尼效應也給排污水工業(yè)帶來了不小的煩惱。 ![]() 相比較自然界的清潔水源,污水的雜質(zhì)含量高,擁有更強的表面張力,它們在和自然界水體的交換過程當中,污水難免會回流到上游地區(qū),污染水源。 為了防止污水的回流,污水處理廠往往會在上游的匯水面投放許多無害的活性劑,增加水源表面張力。 如果活性劑的量足夠,在不使用機械的情況下,讓水體從下往上走也不是不可能,可見馬拉高尼效應的強大。 此外,關(guān)于馬拉高尼效應還有一個非常有趣的實驗,大家在生活中也可以嘗試一下。 首先,準備兩種不同溫度的液體,將其中的一方加熱,溫度保持沸騰,另一方的溫度保持常溫狀態(tài)。 此時,如果你將一滴常溫的水滴落在沸騰的水中,這滴水珠死活不肯定融入到沸水。 ![]() 它會在沸水的表面“跳舞”,直到下邊的水體溫度下降,它才會融入其中。 同樣的道理,將一顆足夠溫度的水滴和另一顆常溫的水滴擠壓在狹小的空間內(nèi),它們會像兩個氣球一般,不斷擠壓變形,可就是無法融合在一起。 這是因為冷水滴的表面張力足夠大,它不可能和熱水滴融合在一起,而熱水滴又在不斷修復表面,導致雙方就像是“水火不容”的敵人一般。 基于這個效應,大家在寒冷的冬天可能會在廁所看到那些尿液在小便池最后的“倔強”。 最后,人們在葡萄酒杯當中發(fā)現(xiàn)的“葡萄酒的眼淚”也是基于馬拉高尼效應。 ![]() 由于酒精和水溶液的性質(zhì)時候不同的,酒精表面張力低,容易蒸發(fā)。 當葡萄酒通過酒杯壁的時候,部分酒精會在環(huán)境當中蒸發(fā),留下了具有更大表面張力的水。 結(jié)果就是,當停留在酒杯的水重量超過了掛杯所能承受的極限重量之時,水滴就會順著落下,成為“眼淚”。 除了馬拉高尼效應之外,我們生活中還存在許許多多有趣現(xiàn)象,比如萊頓弗羅斯特效應。 萊頓弗羅斯特效應 萊頓弗羅斯特效應是指,當液體和過熱的表面接觸的時候,不會被立刻汽化,而是在表面形成一層蒸汽保護膜,從而保持原有的狀態(tài)。 比如,你在一口燒紅的鐵鍋(溫度足夠高)當中放一滴水,它不會立刻汽化,反而在表面“懸浮”起來。 ![]() 大家在網(wǎng)絡上看到的煎蛋不用油且不粘鍋的神奇視頻,也是運用的這個道理。 雖說確實不粘鍋,但是要把鍋燒到這個溫度,損害還是很大的,不建議大家輕易去嘗試。 同理,那些有走“火堆”習俗的民族,在之前會將雙腳打濕,即使走過也不會受到傷害。 更加極端的例子就是“硬抗”液氮,液氮低至零下196攝氏度,以人的體溫,立刻就會被加熱至沸騰,這樣就會形成一張暫時的保護膜。 ![]() 所以,在接觸液氮的第一秒不會受到傷害,之后可就不定了。 同時,當大家在遇到火災的時候,把身上打濕顯得尤為重要。 奇妙的科學不僅增長了我們的見識,還為我們提供了生活的小技巧,可見多了解此類知識,好處多多。 |
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