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时间:2023-09-26 来源:北京日报 作者:刘苏雅

北京日报:在空间站里点“火”打“水”球

2023年2月,梦天实验舱燃烧科学实验柜完成了首次点火实验。从回传图像可以看出,在微重力环境下,甲烷火焰变得短且圆。

这回开课,“博士乘组”在空间站里点起了蜡烛,邀请学生们观察火焰呈现的特点。朱杨柱先取出一支蜡烛,桂海潮划燃火柴尝试点燃。“在空间站点蜡烛其实存在一定风险,为此我们做了充分的准备。”桂海潮说。

在地面课堂,老师也点燃了一支蜡烛。天地之间,两根蜡烛的火焰一个呈现“蓝色,形状近似球形”,一个则是“亮橘色、锥形”。朱杨柱轻轻转动蜡烛,火焰形状几乎没有变化。而地面的蜡烛火焰会随空气流动摆动。

“地面有重力作用,热气上升,冷气下降,形成浮力对流,因此火焰呈现锥形。但空间站的微重力环境几乎消除了这种对流,燃烧后的气体向各个方向运动的趋势相同,因此不管蜡烛朝向哪个方向,火焰都近似球形。”桂海潮说,也正是因为对流微弱,氧气的补充不如地面及时,空间站里的蜡烛燃烧也不如地面充分,火焰的温度更低,才呈现出蓝色。

刚结束一场与火相关的实验,朱杨柱又做了一个“水”实验。他用水袋挤出一个水球,桂海潮拿起普通的乒乓球拍打过去,水球没被弹出,反而粘到了球拍表面。

朱杨柱拿出“秘密武器”——在轨运动时擦汗的干毛巾。将毛巾包在球拍表面,再一挥拍,水球变成了“乒乓球”。

“准备接球!”

“朱老师打了一个好球!”

这场太空“乒乓球赛”,演示了水的表面张力及疏水材料特性。北京交通大学物理科学与工程学院副教授陈征说,毛巾具有一定疏水性,让水不会被迅速吸入纤维内,而是待在纤维表面或被挤压到纤维之间,所以航天员才可以打“水球”。在日常生活中,类似的工艺被应用在冲锋衣、速干衣的面料中,当纤维间的空隙大于水分子的尺寸,就能做到既透气又速干。

责任编辑:李雪 李娟汝

审核:袁芳 王瑞霞

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