成分
一个玻璃 | |
手帕手帕或一块薄织物 | |
一些水 |
指令
- 把杯子装满水
- 把布料拉到玻璃的顶部
- 如果你敢的话,把杯子倒过来,盖在别人的头上……
结果
令人惊讶的是,你会发现水留在杯子里,即使你认为手帕不防水。
解释
首先要算出的是水通常是如何从杯子里掉出来的。水要流出来,必须有东西代替它,通常是空气。但是空气是如何选择进入玻璃的位置的呢?
如果水的底部是不均匀的,那么较低的部分将比较高的部分有更多的水的重量。这意味着它会开始下降,从其他区域吸走水,空气可以进入较高的区域,让水掉出来。
如果水的一部分比另一部分略低,那么它上面的水的重量就会更多。 | 这意味着较低的一面向下移动,这意味着它上面有更多的重量,所以在一个地方水下降,另一个地方水上升。 |
这种情况之所以会发生,是因为没有什么能阻止水底部的轻微不均匀。
如果你看一下手帕,它是由许多精细的棉线编织成的织物。在它们之间有小洞,通常空气或水可以通过。棉花真的很喜欢水,所以一旦手帕湿了,它就会被水覆盖。现在,如果空气想要通过这些孔,它必须把水推开——它必须吹出小气泡。
如果你曾经试过吹泡泡,然后中途停下来,你就会知道,由于表面张力,薄膜会试图把自己拉平。同样的情况也发生在这里,但气泡越小,它们就会越难拉回,而且水中没有肥皂,这就降低了表面张力。
如果你吹一个气泡,由于表面张力,肥皂膜会向后推。 | 同样地,试图通过手帕吹泡泡将意味着表面张力会向后推。 |
这意味着空气必须非常用力才能穿过织物,比随机的要用力得多。这样,瑕疵就不会累积,水就会留在里面。
手帕不是防水的,但它是不透气的,这足以让水留在里面。
如果你把杯子侧着放,或者把手帕弄得很松,就会有足够的压力差吹出气泡,让空气进来,这样就会漏出来。
这和透气面料有什么关系?
穿一件透气外套(由Gore-Tex(TM)之类的材料制成),你既要防止雨水进来,又要让汗水从皮肤上蒸发掉。这与手帕的要求相反,手帕只能让液体通过,而不能让气体通过。这个问题实际上是用一种非常相似的方法解决的。
不是用喜欢水的棉花之类的东西来做织物,而是用讨厌水的东西来做(比如聚四氟乙烯——不粘锅的东西)。现在,水滴要通过它必须分裂成许多小水滴,表面张力会非常强烈地对抗,就像产生小气泡一样,但汗水中的水蒸气可以直接通过。正是你想要的。
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