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干燥的菜肴

干燥的菜肴

有时日常观察中包含科学原理的很好的例证。在本期的科学更新中,你将听到一个盘子干燥的怪癖是如何展示水化学背后的基本原理的。


成绩单

为什么盘子干的不一样。我是鲍勃·赫希,这里是科学更新。

今天的问题是来自旧金山的Lou Bergeron,他在洗碗时做了一个观察。他注意到塑料杯比玻璃杯要干得久,他想知道为什么。

卢,我们咨询了我们最喜欢的化学专家,弗吉尼亚理工大学的约瑟夫·梅罗拉。他说,大多数塑料杯子都是由聚丙烯酸酯制成的,这种材料由防水的碳氢化合物组成。

Merola:

如果你把水倒进这样的杯子里,然后倒出来,等它干了,你会注意到水珠很好地浮在表面,就像那些塑料杯子一样。

另一方面,玻璃能吸水。它的表面有很多氢和氧,就像水里的氢和氧一样。所以,水以薄片状散开。

Merola:

蒸发效果更好,因为蒸发来自于水分子从水分子跳到气相表面,表面积越大,干燥效果就越好。

如果你有科学问题,我们会给出答案。请拨打1-800-why-isit。如果我们在节目中使用它,你会得到一个免费的《科学更新》马克杯。我是美国科学促进会的鲍勃·希尔森。


研究的意义

首先要理解的是水分子是相互吸引的。它的强度不会大到让一块冰块从苏打水里跳出来,滑下走廊,或是溅到最近的厕所里,但却足以让非常靠近的小水滴聚集在一起,相互粘在一起。这就叫做凝聚力

水分子和其他表面之间的吸引力叫做附着力。每个表面的情况都不一样。梅罗拉解释说,大多数塑料杯对水的黏性不是很好。事实上,它们会排斥水分子。

现在,如果你在一个塑料杯子里装满了水,水对此也无能为力。它是用自己的重量装在玻璃杯里。但如果你清洗玻璃,只留下一层水薄膜,所有的水分子会试图相互粘在一起,同时尽可能少接触塑料。从数学上讲,水滴能形成的最佳形状是小珠子。(想象一下,如果你在用平底锅烹饪碎牛肉——如果你把肉卷成一个球,实际上只有很少一部分接触到热的表面。)

另一方面,玻璃对水有很强的附着力,因为化学成分非常相似(两者都有氢氧组合)。因此,水会散开,像粘在自己身上一样容易粘在玻璃上。由于分子分散得很薄,它们蒸发得更快。(在蒸发过程中,水分子必须直接逸出到空气中——如果水变成珠状,珠内的分子必须等待表面分子蒸发。)

顺便说一句,并不是所有的塑料都防水。例如,用于一次性尿布的材料具有极强的粘性;这就是它们吸收这么多的原因。

现在试着回答以下问题:

  1. 衔接和附着力的区别是什么?
  2. 这些原理如何帮助解释为什么水珠在塑料上,而不是在玻璃上?
  3. 你还能想到其他对水有强或弱粘性的物质吗?
  4. 你认为为什么水不会在河流或游泳池形成巨大的珠子?

为教师

亚利桑那大学的生物学项目提供了关于水化学的在线教程。

水的化学性质来自美国国家科学基金会(National Science Foundation)的美国国家科学基金会(National Science Foundation)将带我们来了解一种我们最熟悉但也最复杂的物质。


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