怎样把仓鼠变成化石- 第5部分

　　附注：　　　

　　因为液体具有围绕某个表面流动这种一般趋势，所以康达效应在许多场合都可以见到。这可用一个演示方法进行尝试。在桌子上放一个直立的圆柱体（洗干净的酒瓶即可），把一支点燃的蜡烛放在它的后侧。当你对着酒瓶吹气时，尽管酒瓶明显地挡住了吹出的气，但蜡烛还是灭了。这是因为气流沿着瓶子绕过并在另一侧重新汇聚一处，而不是被偏转散开。　　　

　　现在拿一个头发风干机，调到冷风挡并让气流垂直向上。如果风干机的口大约与乒乓球相仿，效果会最好。此时，可以把乒乓球放在气流之中，球会在那里十分欢快地上下跳动而不会掉下来（找到合适的点会有些难度，所以可能要试验几次才能成功）。这又是一个气流黏附某个表面的例子。这里气流黏附的是乒乓球的表面，球也是因康达效应而被保持在某个位置。由于这种作用相当强大，如果想让球离开风干机，你将需要把风干机倾斜，稍微偏离垂直方向，才能让球的重力作用胜出。　　　

　　想阅读更多吗？　　　

　　在。allstar。fiu。edu/aero/coanda。htm网页上，可以找到造于1910年的第一架真正的喷气机“康达号1910”的照片，以及设计者的有关信息。　　　　　　　　　

◇欢◇迎访◇问◇BOOK。◇　　

第22节：和弄着的东西（1）　　　　　　　　　

　　和弄着的东西　　　

　　假设你正在搅拌一杯诸如茶水之类的饮品，如果你搅拌得较快，为什么杯中的茶叶会聚向茶杯中央？　　　

　　单凭直觉，杯里水中的东西应该向外而不是向内奔，那么发生了什么呢？街市上一些玩把戏的人可能会让你相信茶叶片具有超自然的特性，但这种谎言中不存在真理。因此，我们必须立足于真理的古老基石——真正的科学。　　　

　　所需的材料　　　

　　散片茶叶（沏出水后应成一些单个叶片，袋装茶不可）　　　

　　一个茶杯或茶缸　　　

　　热水　　　

　　一个小勺　　　

　　要做的事情　　　

　　把茶叶放入茶缸，倒入热水，然后搅拌并观察发生的情况。要是你有点口渴，实验后还可以把茶水喝掉，如果愿意不妨再加点柠檬、糖或者奶什么的。但是如果你习惯了饮用袋茶，可要准备好用牙齿挡住茶叶。　　　

　　会看到的现象　　　

　　随着搅动的开始，漂着的茶叶片全都会向茶缸的中央运动。在加速搅拌时，叶片会更加迅速地漂向中央。　　　

　　究竟发生了什么　　　　　　　　　

※虹※桥※书※吧※BOOK。※　　

第23节：和弄着的东西（2）　　　　　　　　　

　　答案就在发生于旋转流体中的被称为“压力—动量平衡”的过程之中。我们搅动所形成的旋转流体将会被保持在茶缸之中，而不是去冲破茶缸的四壁，这样流体的旋转形成的内力应该被流体内的梯度压力抵消。压力在中心位置最低并向茶缸壁的方向逐渐增高。思考一下拴在绳子一端被抡动的重物，绳子的拉力阻止了重物飞出。绳子的这个拉力就相当于茶水中的梯度压力。　　　

　　被搅动时，液体会被向外推，提高了茶缸壁的压力，同时降低了中央位置的压力。我们可以清楚地看到，随着旋转液体被推向外，在液体表面的中心形成一个小漩涡。事实上，要不是茶缸的四壁限制着茶水，它会轻而易举地流出来洒在桌面上。因此，所有那些密度要比周围液体小的漂浮颗粒，将向内朝着压力最低的茶缸中央运动。　　　

　　这说明了问题，但是还有较重的物体也向内运动。尝试在茶水中放一些花生米甚至是小石子（记住这时不要用你最好的瓷器做实验，而且即便你再渴，放入石子后的水最好还是不喝），你会发现花生米或小石子在你搅动茶水时仍然向中间汇聚。　　　

　　茶缸较粗糙的缸底会产生较大的摩擦作用，比在液体接触到的茶缸壁等其他部位要大，这是因为液体的旋转面和茶缸底面平行。同时，空气和旋转液体在表面的摩擦作用是最小的，这使得液体运动要快一些。因此，在表面的较高压力和底部的较低压力之间也存在一个梯度。这导致形成了一个环流，即在搅动的作用下液体在表面向外运动，然后在茶缸壁附近向下，并沿着茶缸底向内，最后向上回到中心表面。像茶叶、小石子这类的颗粒被这个环流携带，最后在茶缸底部的中心停下来，那里是压力最低的地方。重力也起到了一部分作用。液体不会在茶缸底部聚集成堆而且要保持运动，会沿着旋转轴从茶缸底部向上流动。此时，较重的颗粒则在低压和地球重力拉扯的联合作用下，被滞留在底部。　　　

　　物理学把这种颗粒的堆积作用叫做边界层效应。茶缸粗糙的底面是诱发这个性质的关键因素。如果找到一个更光滑的容器，具有比一般厨房里的茶杯更小的摩擦作用，你看到的效果会大打折扣。　　　

　　附注：　　　

　　在大风的日子里，垃圾会在阵阵旋风中聚集，而不是散开撒落在路面上。形成这种现象的作用力，与在茶缸里发生作用的力是相同的类型。　　　　　　　　　

虹←桥书←吧←。←　　

第24节：塑料奶　　　　　　　　　

　　塑料奶　　　

　　你能用奶和醋制成塑料吗？　　　

　　你可能会想，制造塑料应该需要一些特别有毒且气味刺激的化学物质。但实际上可以在自己家里找到需要的东西来制作一块有延展性、像面团一样的材料。请不要把醋滴在你准备吃的鱼和薯片上，或把奶浪费在茶水里，要使用这两种液体让自己变成高分子化学家……　　　

　　所需的材料　　　

　　约0。5升奶　　　

　　一个平底锅　　　

　　一个筛子　　　

　　一个搅拌用的勺子　　　

　　20毫升白醋　　　

　　一副橡胶手套　　　

　　水　　　

　　要做的事情　　　

　　把奶倒入锅里，文火加热。在奶起沫要开锅的时候（不要让奶沸腾），掺入白醋，直到能看到黄白色橡胶一样的小块开始在锅里的混合液中凝结，同时液体变清。关掉加热用的热源并让锅冷却。　　　

　　会看到的现象　　　

　　首先，会闻到带有醋味的反应，这个反应是我们实验的关键。随着醋的加入和搅拌，锅中的液体变得更清亮了，同时形成了橡胶一样的块状物。当锅凉下来以后，你可以从液体中把那些小块用筛子滤出来，把剩下的液体倒入下水槽。戴好橡胶手套并在水中清洗那些小块，然后把这些小块一起压成一大团。这样做时，它们会发出“咯吱”的声音，好像要散开一样，但是用力揉几下之后它们会黏在一起。现在，可以发挥自己的艺术技能，把这个材料塑造成你喜欢的形状。《新科学家》的员工做出了一些球、五角星、心形的缀饰，甚至还有恐龙的脚印。让材料干燥一到两天，它会足够坚硬和可塑，还可以染色或涂漆。　　　

　　究竟发生了什么　　　

　　你刚才使用了一种酸，并通过加热从奶液中沉淀出了酪蛋白（一种蛋白质）。这里的酸是醋，其中含有醋酸。酪蛋白不溶于酸性环境，所以当加入醋时它们呈现为像塑料一样的球状小块的形式。酪蛋白的特性和我们周围见到的无数塑料物体类似，例如计算机键盘或电话机等，这是因为酪蛋白有着与其类似的分子形式。日常用品中的塑料基于一些被称为高分子的长链分子，这些分子具有大分子量。高分子的聚合强度来自其中数以亿计的分子纵横交错和相互交织盘结在一起的方式。　　　

　　附注：　　　

　　有些奶酪的制作依靠的就是这样一种类似的技术。酪蛋白的英文名称“casein”源自拉丁文“caseus”，意思为奶酪。印度产的被称为班尼卡酥酪的奶酪就是用与刚才制备塑料类似的方式制作出来的，不过所用的酸是柠檬汁而不是醋；之后，与我们刚才的塑料奶不一样，班尼卡酥酪没有经过干燥变得具有硌牙硬度的程度，所以它保持柔软并可以食用。　　　　　　　　　

虫工木桥◇BOOK。◇欢◇迎访◇问◇　　

第25节：游起来还是沉下去　　　　　　　　　

　　游起来还是沉下去　　　

　　在装满水的塑料瓶子里，可以让诸如装酱之类的小袋像潜水器那样行动。如何去做呢？　　　

　　我们读到这个内容并为之感到惊奇，于是我们在办公室进行实验，看看是不是这么回事，结果它是真实的。用一个在酒店或快餐店常见的小塑料袋，你可以让它在一个装满水的塑料瓶子里，通过挤压瓶子而上升或下降。这是为什么？怎样才能做到？科学再一次提供了答案……　　　

　　所需的材料　　　

　　一个2升大小的塑料瓶子　　　

　　水　　　

　　尚未打开的小袋番茄酱、酸奶，或其他的酱类食品小袋　　　

　　要做的事情　　　

　　把瓶子完全装满水并投入小酱袋。先多用几个酱袋，进行一下挑选可能要好些，因为需要找到一个刚好贴在水面之下漂浮的酱袋。用力旋紧瓶盖，然后用力挤按。　　　

　　会看到的现象　　　

　　小酱袋将沉入瓶底。这令人感觉神奇。当你释放对瓶子的压力时，酱袋将会重新漂浮起来。　　　

　　究竟发生了什么　　　

　　挤压瓶子的时候，压力作用在水上。但是，因为液体一般抵抗压缩，所以压力转移到酱袋上。酱袋里除了液态的酱之外还有少量空气，空气则很容易被压缩，这样由于受到周围水的挤压，酱袋所占据的空间减小。随着其体积的减小其密度就会增大，当达到不能再让其漂浮起来的密度点时，酱袋便会沉入瓶底。只有在停止挤压瓶子使压力降低的时候，酱袋才会重新回到表面。　　　

　　附注：　　　

　　漂浮的物体在液体中上升或者下沉时，作用在其周围的力像物体的体积一样都发生着变化。和在液体深部相比，物体在液体表面受压缩的程度较小因而密度也较低。事实上，一个被适当压缩的物体可以在液体中处于一种平衡状态，也就是既不上升也不下降。这些奥秘大多是阿基米德早在公元前3世纪发现的。　　　

　　试着改变挤压瓶子的力量，直到让小酱袋刚好位于瓶子顶和底的中间。如果觉得费力，不妨用一把“G”形的钳子，或者轻轻地用门和门轴挤压。这基本上就是潜水艇工作的方式。为了控制浮力，潜水艇有一个压力舱，可以充水或空气。浮在水面时，舱内充有空气，潜水艇的密度比周围海水的密度要低。为了潜入水下，潜水艇的压力舱要充水，把空气排走，直到潜水艇的总体密度大于周围海水的密度。被压缩的空气（正常大气压下的体积这时被大幅减小，类似我们的瓶子被挤压时酱袋中的空气）被储备保留在潜水艇上，可以重新充入压力舱，让潜艇随着水从压力舱中被排出而再次浮出水面。为了让潜水艇在海面和海床之间航行，潜水艇上还装备了一些特殊的压缩舱，舱中携带着一种精密的空气和水的平衡装置。这些压缩舱细致地调节潜艇的整体密度，让潜艇在舰长选定的某个深度上获得平衡的浮力。　　　　　　　　　

。←虫←工←桥书←吧←　　

第26节：柠檬的秘密　　　　　　　　　

　　柠檬的秘密　　　

　　柠檬汁为什么可以不让苹果和梨的切口产生锈色？　　　

　　柠檬汁大概不会让苹果的味道变得更好，但是它肯定会起作用。如果在实验之后还要把苹果或梨吃掉，只要把柠檬汁洗掉即可。　　　

　　所需的材料　　　

　　苹果　　　

　　梨　　　

　　一把小刀　　　

　　柠檬汁　　　

　　两个盘子　　　

　　如果要进一步实验，还需要：　　　

　　芹菜　　　

　　滤纸（咖啡滤纸也可以）　　　

　　苹果汁　　　

　　维生素C饮品　　　

　　要做的事情　　　

　　切开苹果或梨，让大面积的果肉暴露在空气之下。把两种水果在每个盘子里各放一块。用柠檬汁喷洒在其中一个盘子的水果上，另一个盘子保持原状。　　　

　　会看到的现象　　　

　　盘子上没有喷洒柠檬汁的水果和喷洒过柠檬汁的水果相比，其暴露的表面将更快地变成锈色。　　　

　　究竟发生了什么　　　

　　为了理解发生这种现象的原因，首先需要知道植物组织为什么会变成锈色。植物细胞具有各种腔室结构——细胞器，其中包括液泡和其他质体。这些细胞器彼此之间由一些膜组织分隔。液泡中含有酚类化合物。这些酚类化合物有时会具有颜色，但通常是无色的。而细胞的其他质体含有酶类物质，叫做酚氧化酶。　　　

　　在健康完好的植物细胞中，膜质组织把酚类化合物和酚氧化酶分隔开。然而，当细胞受到损坏时，比如由于切割，酚类化合物会通过被切破的膜组织泄漏出来和氧化酶发生接触。由于周围空气中氧气的存在，这些酶将酚类化合物氧化，产生了诸如多酚氧化酶之类的产物，这些产物有助于保护植物，治愈植物的伤口。这个过程在“香蕉皮”的实验中曾提到过。美中不足的是，这些保护物质还会让植物物质变成锈色。　　　

　　不过，有两种物质，其中的任何一种都会阻止这个发生锈色的过程。这两种物质都存在于柠檬汁当中。首先是维生素C，它是一种生物抗氧化剂，会替代苹果中的酚类化合物而被氧化。第二种物质是有机酸，特别是柠檬中所含的柠檬酸。有机酸会使pH值降到低于适合氧化酶作用的水平，因而减缓了发生锈色的过程。　　　

　　不用柠檬汁，而把切好的苹果放入氮气或二氧化碳的环境中，用这种方法排除氧化酶所需要的氧气，也能防止苹果锈化。但是这个办法不适合从事家庭实验的人。　　　

　　有一种蔬菜很适合用于观察锈化作用的过程，这就是芹菜。可以在芹菜肥大的块根上削出很大的且相对较平整的一片，然后在它的表面放上几张滤纸圆片，每张圆片分别浸上比如柠檬汁、维生素C饮料和苹果汁等不同的溶液。如果滤纸圆片所带的是阻止氧化酶作用的化学剂，则它会在芹菜块根的表面留下白色的圆形，不然该区域也会是锈色。检查一下不同溶液之间防止锈化作用的差别。