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喝前搖一搖
似乎是每個人
品紅酒前的必要步驟
小編喝雪碧也不例外
今天小編就用實驗來揭曉
喝前為什麼要搖一搖
為我們的友誼乾杯(物理所限定)
實驗器材
所標杯、高腳杯、酒精、食用色素
實驗過程
首先在高腳杯中加入適量水
再滴幾滴食用色素
紅酒的誕生?
這時候
我們搖晃杯子
發現“紅酒”並沒有掛在杯壁上
然後沿著杯壁流下的跡象
廢話 沒加酒精能叫酒嗎
我們再往杯中加入適量酒精
搖晃杯子後
會有什麼不同嗎
可以看到
加入酒精搖晃杯子後
杯壁上覆蓋了一層液膜
有些地方還有類似眼淚的液滴
原理解說
實驗中可以看到,酒精與水混合後倒入杯中,搖晃酒杯,時不時會有小液滴從杯壁流下,就好像在流淚一樣,因此,人們稱之為“
The tears of wine
”。
與這一有趣的現象密切相關的關鍵詞是
馬拉戈尼效應
(Marangoni effect)。馬拉戈尼效應告訴我們,
兩種液體之間的質量輸運來源於表面張力的梯度
。簡單來說,從微觀上看,每個表面的液體微團會受到四周的液體對它的表面張力,如果液體是均勻的,表面張力合力為零,液滴處於平衡態。但是,如果在表面引入一些外部干擾(例如,滴一滴肥皂水),那麼區域性的表面張力會不均勻,進而出現表面張力的梯度,這將導致表面的受力不平衡,液體微團會受表面張力作用而發生運動,從下面的動圖可以看到這一現象。
有了這些理論基礎,本次實驗也就能很好地解釋了。首先,不同型別的液體表面張力之間存在差異,
酒精的表面張力要小於水的
。當我們晃動酒杯時,由於
毛細作用
,杯中的液體會爬上酒杯壁,掛在杯壁上(簡稱掛壁)。
由於酒精易揮發,掛在杯壁上的這部分液體在酒精揮發後,酒精濃度下降,水的佔比變高,因此表面張力會變大(上圖紅色箭頭),而杯中的液體,酒精的揮發所帶來的濃度變化不是很大,因此表面張力基本不變(上圖綠色箭頭)。這樣就出現了一個
表面張力的梯度
,這個梯度使得杯壁上的液體會把杯中的液體不斷拉上杯壁,在杯壁上積累。積累到一定程度,
液滴的重力大於表面張力
,液滴就會一滴一滴的從杯壁滑落,從而就形成了實驗中能看到的“美酒之淚”了。
上圖給出了一個形象化的理解,小人就相當於是小液滴
思考完實驗原理,小編明白,人們常說“喝前搖一搖”,這一搖酒的度數就能大概知道。看著杯壁上不斷出現的淚痕,與其死要面子各種勸酒煎熬,倒不如敞開心扉侃侃而談甚是最好。
參考資料:
[1] Keiser L。 , Bense H。 , Colinet P。 , Bico J。 & Reyssat E。 (2017)。 Marangoni bursting: evaporation-induced emulsification of binary mixtures on a liquid layer。 Physical review letters, 118(7), 074504。
[2] https://www。youtube。com/watch?v=tgrTbvSnE50
[3] https://www。bilibili。com/video/av71493693
[4] https://en。wikipedia。org/wiki/Marangoni_effect
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