竹籃打水并不空
2016-04-28 17:20 科技信息報、今日文教2016、4、2 張世龍
——例說水分子張力
山東省萊州市夏邱中學 張世龍
常言道“竹籃打水一場空”,其實細心的你一定會發現,竹籃打水并不空:在竹籃底部和四周的空隙處,張滿了無數的水膜。這是什么原因呢?還得從分子間的作用力說起。
我們知道,所有物質都是由分子組成的,組成物質的分子不僅在永不停息地做著無規則的運動,而且分子與分子之間既有著相互作用的引力又有著相互作用的斥力。正常情況下,分子間的引力等于斥力,若設這時分子間的距離d為平衡距離,那么當分子間的距離稍大于平衡距離時,分子間的作用力表現為引力(若大于分子直徑10倍,分子間就幾乎沒有作用力了);當分子間的距離小于平衡距離時,分子間的作用力表現為斥引力。當竹籃浸在水中時,由于竹篾分子對水分子有引力作用,使得提起竹籃時篾隙間的水分子距離變大,分子間的作用力表現為引力,就形成了無數的水膜。
其實任何水面上都有著一層水膜。這是因為水面一部分運動較快的分子不斷跑到空氣中去(即水蒸發),使水分子間的距離變大,分子間的引力也就明顯大于斥力,從而形成了所謂的張力,使得水面好像有一層薄而又有彈性的“表皮”。這也是許多輕小昆蟲能在水面上行走自如的原因之一。要說這里的表面張力還真還不小呢,足可以使一些輕質塑料淘米籃漂浮在水面不下沉。
但如果水膜一部分受到破壞,其他部分在引力的作用下就會發生運動。例如,用剖開去芯的木質鉛筆制成一個小船,在船后打鉆成的小孔里嵌插蠟油,將小船放到水面上,船就前進了。這是因為與水接觸的蠟油,破壞了水表面的張力,使這部分水面的張力突然減小,于是船就向著張力較大的方向移動,另外由于擴散,蠟油分子按一定的速度射向水,因為力的作用是相互的,也產生了推動船前進力。
你看,世界多奇妙,竹籃打水也不空,真是留心處處皆物理,讓我們一起來用科學的眼光欣賞這美妙的世界吧!

