神奇的半杯水

蒙明輝

人們每天都接觸半杯水，不管是質(zhì)量還是味道都沒有什么稀奇。暫且避開喝進(jìn)肚子里對(duì)人體的作用不談，僅在外觀的物理方面就能表現(xiàn)出許多不同的現(xiàn)象，足以說明它是千奇百怪的半杯水。

一、能改變手指形狀的半杯水

取一個(gè)圓形玻璃杯裝半杯水，伸出右手手指，水平放在玻璃杯的外側(cè)，讓指尖靠近杯壁，然后慢慢向遠(yuǎn)處移動(dòng)，透過水杯觀察手指的指尖，看到指尖變長(zhǎng)了。繼續(xù)向遠(yuǎn)處移動(dòng)到某一位置時(shí)，指尖突然改變方向，由原來指尖向左變?yōu)橄蛴摇Ｔ趺匆幌伦宇嵉惯^來呢？原因在于半杯水，水杯相當(dāng)于一個(gè)柱面透鏡，與凸透鏡有許多相似的地方，它能成實(shí)像，也能成虛像，指尖變長(zhǎng)，只不過是虛像而已。當(dāng)手指向遠(yuǎn)處繼續(xù)移動(dòng)時(shí)，在大于焦點(diǎn)的位置只能成實(shí)像，由于實(shí)像是倒立的，手指在經(jīng)過焦點(diǎn)后就改變了方向，這就是指尖由向左變?yōu)橄蛴业脑?，這些都是半杯水在作怪。

二、能使玻璃片變重的半杯水

取半杯水放在桌面上，找一塊小玻璃片用細(xì)線粘牢，掛在彈簧測(cè)力計(jì)上，從桌面慢慢往上提，記下測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，再把玻璃片慢慢放在半杯水中，使水平玻璃片的下表面與水面接觸，然后向上慢慢提測(cè)力計(jì)，發(fā)現(xiàn)測(cè)力計(jì)的讀書在增大，有人說這是水的重力作用，錯(cuò)了，重力方向是豎直向下的，玻璃片在水的上方，它的重力并不影響測(cè)力計(jì)的讀數(shù)。根本原因是分子間的作用力，當(dāng)分子間的距離很小時(shí)，表現(xiàn)為斥力，分子間距離稍大時(shí)，表現(xiàn)為引力。向上提玻璃片時(shí)，使水分子的距離增大，分子的作用力表現(xiàn)為引力，玻璃片在水分子的引力下難以分開，所以，測(cè)力計(jì)的讀數(shù)會(huì)變大。

三、能使水面上升的半杯水

取一根約30 cm長(zhǎng)的透明塑料吸管，在距離口10 cm處切一個(gè)缺口，在缺口處折成直角，把10 cm長(zhǎng)的一端放入半杯水中，然后在水平方向的管口往管內(nèi)用力吹氣，使氣體在缺口處流出，發(fā)現(xiàn)管內(nèi)水平面上升，到缺口處噴出。因?yàn)闅怏w、液體都是流體，流體有個(gè)特征，流速越大的位置壓強(qiáng)越小。當(dāng)用力往水平管內(nèi)吹氣時(shí)，氣體在缺口處的流動(dòng)速度增大，它的壓強(qiáng)就減小，管內(nèi)水面的壓強(qiáng)也跟著減小，而杯中水面的壓強(qiáng)較大，管內(nèi)外水面就存在壓強(qiáng)差，水就朝著壓強(qiáng)小的地方上升，知道缺口處噴出。另外，杯里的水與豎直管底端是連通的，吸管內(nèi)水面上升是靠杯里的水面下降來補(bǔ)充的，所以，杯里的水面下降而得到管內(nèi)的水面上升。

四、能使別的水結(jié)冰的半杯水

先把5g左右的水裝入小試管里，試管的橡皮塞中插入一只溫度計(jì)，讓水浸到溫度計(jì)的玻璃泡。再把預(yù)先準(zhǔn)備好的礦泉水瓶中的水往燒杯里倒半杯水，把小試管放入燒杯的水中，一會(huì)兒就看到試管里的水結(jié)成冰，溫度計(jì)的示數(shù)在0℃，并且還在下降，這說明管里的水由于溫度低而結(jié)冰，但是燒杯中的水仍然不變。這就使人感到奇怪了，一般的水是不能使別的水結(jié)冰的。這半杯水是酒精和水的混合物，配好后裝入礦泉水瓶，放到電冰箱的冷凍室內(nèi)，溫度已經(jīng)降低到-10℃以下，由于酒精的凝固點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為-117℃，所以，它的混合物的凝固點(diǎn)就比水的凝固點(diǎn)低得多，因此，它能使別的水結(jié)冰而自己不結(jié)冰。

（作者單位 廣西壯族自治區(qū)賀州八步區(qū)信都中學(xué)）endprint