科学小怪馒|水为什么是湿的因为它会粘在手上真的
Big Questions From Little People Answered By Some Very Big People孩子提问题,大师来回答
本期做客大师:
罗杰·海菲尔德(Roger Highfield)
英国科学博物馆集团对外事务部主任,曾为《新科学家》杂志编辑。他第一个做到了将一个中子从肥皂泡上反弹回来。
水为什么是湿的?一个答案是:当你触碰一汪水时感到潮湿,是因为指尖告诉大脑那种感觉是“湿的”。
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Big Questions From Little People Answered By Some Very Big People孩子提问题,大师来回答
本期做客大师:
罗杰·海菲尔德(Roger Highfield)
英国科学博物馆集团对外事务部主任,曾为《新科学家》杂志编辑。他第一个做到了将一个中子从肥皂泡上反弹回来。
水为什么是湿的?一个答案是:当你触碰一汪水时感到潮湿,是因为指尖告诉大脑那种感觉是“湿的”。
神经脉冲能将信息从皮肤传递到大脑,我们称之为触觉。触觉还能告诉你冷或热,粗糙或细腻,以及干或湿。水的感觉是潮湿的,这说明水是一种液体。
不过,水只是在0到100摄氏度之间才是液体,在0摄氏度以下,水是固态的冰。如果冰箱里的冰块被放在室温下,冰便开始受热融化,重新化为液体。当水壶中的水被加热到100摄氏度以上时,就变成了肉眼无法看见的气体,被称为水蒸气。你看到壶中冒出的蒸汽其实是液态的小水滴,是水蒸气遇到壶周围的冷空气时形成的。
如果你有一架超级显微镜,就会看到水是由分子组成的,每个分子又由更小的物质——原子组成。你可以把这些东西想象成乐高积木,它们组合在一起构成你周围的一切,也构成你身体中的一切。
每个水分子都是由两个氢原子与一个氧原子结合而成的。水分子之间也相互“粘合”,靠的是氢原子的一种特殊性质。关于这种特殊黏合(化学上称之为“氢鍵”),你长大后会学到更多的细节。现在你需要知道的是,这些氢键使水分子互相结合得更加紧密,比大小相近的其他分子都要紧密。这使水在很多方面都很奇特。
下面是水的一些奇特之处:
·液态水的表面有一层薄薄的“皮肤”,你不能看到它,不过它结实得足以令昆虫在其上行走。由于有这层皮肤,液态水可以粘在我们的手上和衣服上,让我们感到潮湿。其他一些液体,比如水银,在室温下不会有潮湿的感觉,因为它没有这种轻微的粘性。假使你把水银倒在手上,它会像弹球一样滚动。 不过,别做这种尝试,因为水银有毒!
·与分子大小和水相似的其他物质相比,水沸腾和融化所需的温度要高很多。
·多数物质在冷却时会收缩,但在氢键的影响下,水在冻结时会膨胀,所以冰会上浮。
·美国加州大学伯克利分校的里奇·塞卡利做了一些很机智的实验,牛津大学的大卫·克拉里随后又将实验做了很好的总结,实验显示:要想感觉到潮湿,至少需要6个水分子;如果少于6个,分子形成的水膜只有一个分子厚。当把第6个分子加进来时,整簇分子就会被快速转化成一个微型水洼,于是我们便感觉到了潮湿。
下次,小馒给你说:原子到底是个啥?
拿出蒸笼中的馒头前在手上沾水是什么物理原理
刚出笼的馒头,温度较高。手去拿馒头时,容易被烫伤。手上沾水,可以吸收馒头的热量,水分蒸发可以带走馒头的热量,降低与馒头接触部位的手的温度,防止被烫伤。
利用的是,水分蒸发吸热的物理原理。
水分蒸发吸热的内在机制:
热量由温度高的物体流向温度低的物体,因此馒头的热量会传导至沾在手上的水;
水分子吸收了来自馒头的热量,温度升高,即表面水分子的平均动能增大,脱离了内部水分子对它的束缚,逃逸到空气中,即以水蒸气的形式散发到空气中。也就带走了馒头的热量。
整个过程中,馒头的热量转化为了水分子的动能,因此保护了馒头师傅可爱的小手。
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