观察彩色液体是如何抵抗重力、爬上纸巾,在杯子之间流动的。

你需要



透明杯子5个、适量水、纸巾4张、食用色素3种(红、橙、蓝,可选择自己喜欢的颜色)
你要这样做



1.放好杯子
将5个透明杯子摆放成一排,彼此间隔5厘米。然后在第1、3、5个杯子中倒半杯水。
2.加点色素
在倒水的杯子中加入几滴使用色素。为了获得更好的效果,最好使用不同颜色的色素,这里我选择了红、橙、蓝3种颜色。
3.混合色素
搅拌3个杯子中的液体,将水和色素混合均匀,以便在后续操作中看清水的流向。
4.制作纸桥
把纸巾叠或者卷成长条状,大概几厘米宽即可。然后从中间对折纸条,像这样4个“V”形的纸桥。
5.架好纸桥
把准备好的4个纸桥像图中横放在相邻的杯子之间。确保盛水杯子里的纸桥一段浸入水中。
6.彩水过桥
架好纸桥后,很快就能看到不同颜色的水沿着白色的纸巾流动。
7.彩色诞生
当水到达纸巾的另一端后,便会滴入空杯子中。这时,两边不同颜色的水会在杯子中混合,从而产生新的颜色。
8.达到平衡
当所有杯子的水位相平时,来往于之间两端的水达到平衡,杯子中的水位将不再发生变化。
总结
在这个实验中,除了能看到斑斓的色彩变化外,还能观察到一种叫做“毛细现象”的奇妙现象——水分子在细小的空间中克服重力向上运动。
毛细现象对植物来说至关重要,植物的根茎能向上运输水分也用到了这个原理(还有蒸腾作用)。实验用的纸巾含有与植物相同的纤维,它们由纤维素分子构成。纤维之间有许多微小孔隙,相当于毛细管,水分子就是从这些孔隙通过的。
当纸巾浸在水中时,水分子所带的正、负电荷会与纤维素分子中相反的电荷相互吸引,让水分子吸附在纤维上。与此同时,水分子之间也会互相吸引,产生内聚力。与这些分子间作用力相比,水分子的重力可以忽略不计。
当纤维素分子对水分子的附着力大于水分子之间的内聚力时,水分子就会被一个个纤维素分子“拉走”,最后到达另一个杯子。
