“天宫课堂”第二课 水和油分不开?「冰球」是温热的?冰墩翻跟头走直线?揭开太空实验背后奥秘

本文转自:华商网
【“天宫课堂”第二课 水和油分不开?「冰球」是温热的?冰墩翻跟头走直线?揭开太空实验背后奥秘】“天宫课堂”第二课 水和油分不开?「冰球」是温热的?冰墩翻跟头走直线?揭开太空实验背后奥秘
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3月23日下午 , 中国空间站“天宫课堂”再度开课 , “太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富演示了多个有趣的实验 。这些科学实验背后蕴含着哪些科学奥妙?与人类探索浩瀚宇宙有什么关联?多位专家对此进行了解读 。
实验一
温热的“冰球”
【现象回顾】这一幕仿佛发生在“魔法世界”:透明的液球飘在半空中 , 王亚平用一根小棍点在液球上 , 球体瞬间开始“结冰” , 几秒钟就变成通体雪白的“冰球” 。王亚平说 , 这枚“冰球”摸上去是温热的 。
【专家解读】“太空‘冰雪’实验实际上是过饱和乙酸钠溶液形核、结晶的过程 , 过程当中会释放热量 。”中国科学院空间应用工程与技术中心研究员张璐介绍 , 过饱和溶液结晶通常需要外界“扰动” , 而这个实验的“玄机”就在于小棍上沾有晶体粉末 , 为过饱和乙酸钠溶液提供了凝结核 , 进而析出三水合乙酸钠晶体 。
【延伸阅读】在地面上进行结晶实验时 , 晶体的样子可能因容器形状不同有很大差异 。而在微重力环境中 , 晶体并不受容器的限制 ,
可以悬浮在半空“自由生长” , 这与中国空间站里的无容器材料实验柜相呼应 。无容器材料实验柜目前主要有两个用途:一是实现材料在无容器状态下从熔融到冷却凝固的过程 , 供科研人员收集物性参数进行研究;二是用于特殊材料在轨生长 , 缩短新材料从实验室走向流水线、走进大众视野的时间 。
实验二
“拉不断”的液桥
【现象回顾】叶光富将水分别挤在两块液桥板上 , 水球状似倒扣着的碗 。液桥板合拢 , 两个水球“碗底”挨“碗底”;液桥板分开 , 一座中间细、两头粗的“桥”将两块板相连;王亚平再将液桥板拉远 , 液桥变得更细、更长 , 仍然没有断开 。
【专家解读】张璐介绍 , 微重力环境与液体表面张力是液桥得以成形的主要原因 。日常生活中的液桥不易被察觉 , 比如洗手时两个指尖偶然形成几毫米液柱 , 再拉远一点就会受重力作用坍塌 。而在空间站里 , 航天员轻松演示出比地面大数百倍的液桥 , 这在地面上是不可能看到的景象 。