為什麼不能往開水裡尿尿?熱水真的會逆流而上嗎?一起來看看答主的回答吧。
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2008 年的一天,一位來自阿根廷的物理系學生發現了一個「違常識」的神奇的現象,他在泡茶時發現,往茶杯中倒開水時,杯子中的茶葉碎末會逆流而上,隨著開水的道路向上逆流回茶壺。
剛開始他以為是偶然現象,他又試了幾次,都是同一種效果。好像有一種「神秘的力量」,在無形中控制著這些茶葉碎末「倒行逆施」,用以往的物理學知識根本解釋不通。他把這「違反常識」的現象報告給了導師,然而,博學的導師也沒見過這種神奇的現象,於是他就把這個現象進一步深入研究,寫成了畢業論文,然後順利畢業了。這種神奇的現象叫做「馬拉高尼效應」。
什麼是馬拉高尼效應?
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馬拉高尼效應(Marangoni Effect)是指當一種液體的液膜當受外界擾動(如溫度、濃度)而使液膜局部變薄時,它會在表面張力梯度的作用下形成馬拉高尼流,使液體沿著最佳路線流回薄液面,進行「修復」。上面是百科的專業解釋,比較難懂,我們通俗的解釋一下:我們都知道,液體表面存在著張力,一滴水珠滴落到水錶面時,我們肉眼看到的是它們一下子就融合在了一起,其實不然,由於水面張力的存在,它們並不會馬上融合,而是會彈跳幾下。
馬拉高尼效應跟液體表面張力有關!
這位阿根廷同學發現的現象,茶葉沫可以減少杯子裡水的表面張力,因此茶壺裡的水錶面張力大,杯子裡的水錶面張力小。而表面張力大的地方可以把表面張力小的地方的液體吸過去,所以水才可以倒流,茶葉沫才能逆流而上,形成馬拉高尼效應。
後來,羅格斯大學的一位教授也對這個現象產生了濃厚興趣,於是他進行了更複雜的實驗。經實驗測量,他發現加了茶葉後張力可以減小到原來的1/3,而加了粉筆末以後更恐怖,水的表面張力直接減小至原來的一半,減少的表面張力可以給漂浮在水上的粉末提供20 倍的重力加速度,推動它逆流而上。
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他們用茶葉沫還有粉筆末發現,液體可以往上爬。即使上方滴水處寬度達到幾米,這個現象仍依舊存在。
葡萄酒的眼淚
經常喝葡萄酒的人會發現一個有趣的現象:葡萄酒在高腳杯中,在高於液面的地方,會自動形成一圈酒珠掛壁並落下。人們就形象的稱為葡萄酒的眼淚。這就是馬拉高尼效應形成的。
原理很簡單:酒精的表面張力低於水,當杯壁上葡萄酒中酒精揮發後,濃度會降低,表面張力隨之增大,而葡萄酒液面張力較小,所以酒會向張力大的地方流動,即酒會上升形成酒珠。
又由於水的重力作用與表面張力之間的失衡,水滴又會掉下,也就是所謂的葡萄酒的眼淚。
為什麼不要向開水尿尿?
為什麼不要向開水尿尿?還是因為馬拉高尼效應!這個過程中馬拉高尼效應又是如何出現的呢?
上文中我們對馬拉高尼效應有了簡單的認識,也就是與液體表面張力有關,液體會從張力高的液體流向張力低的液體,所以也就出現了液體倒流的現象。而影響張力的因素不光有濃度,還有溫度,溫度與張力呈負相關關係:即溫度越高,液體表面張力越小。
比如:水。通常溫度每上升一度,張力大約就會下降 0.18N/m。開水溫度 100 度,尿的溫度我們都知道,恆溫 37.5 度,所以兩者間的張力有巨大梯度。而由於張力梯度的存在,如果向開水中尿尿,開水就容易逆流而上,傷及無辜。
事實真的是如此嗎?理論上是這樣,可現實中並沒有發生過類似的事情,那是因為現實中並沒有人無聊到要向開水中尿尿的程度。還有一點,我們尿尿的時候是不連續的,而且距離比較長,液體也不會無限回流的。綜上,向開水中尿尿,熱水逆流而上傷及無辜的機率是比較小的。
很多人表示,知道了這個現象後,再也不敢近距離向小便池滋尿了。