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天宮課堂第二課,“天宮課堂”第二課干貨解讀!神奇的知識點又增加啦丨學(xué)科小知識

抖帥宮 936 2023-11-05

天宮課堂第二課,“天宮課堂”第二課干貨解讀!神奇的知識點又增加啦丨學(xué)科小知識-第1張-觀點-玄機派

來源頭條作者:學(xué)科網(wǎng)今日分享:天宮課堂

近日,“天宮課堂”第二課在中國空間站開講,神舟十三號乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富向廣大學(xué)生演示了水油分離、液橋演示、太空“冰雪”和太空拋物四大科學(xué)實驗。此次實驗,極大的點燃了學(xué)生的科學(xué)熱情,下面我們就回顧一下這些實驗和其中涉及到的知識吧!

溫馨提示:文末有精彩學(xué)科知識推薦,歡迎下載。

太空“冰雪”實驗

2022北京冬奧會剛剛落幕,一場場精彩的比賽點燃了人們的冰雪熱情,中國空間站也上演了一場別開生面的太空“冰雪”實驗。

本次授課首先上場的是王亞平老師,她從裝有過飽和乙酸鈉溶液的袋子中擠出部分液體,形成一個液體球,再用沾了結(jié)晶核的塑料棒觸碰液體球,液體球迅速結(jié)晶,仿佛一顆晶瑩剔透的冰球。王亞平解釋說,析出晶體時,還會釋放熱量,因此這是一個摸起來感覺熱熱的“熱球”。

“冰雪”實驗為什么在太空做呢?這是因為地面進行實驗的話,溶液受到容器的限制只能向內(nèi)結(jié)晶。而空間站擁有微重力環(huán)境,溶液可呈現(xiàn)“無容器”狀態(tài),過飽和溶液不需要容器盛裝就能在空中形成溶液球。可以讓物體在懸浮狀態(tài)下完成結(jié)晶,從而觀察到不受地球重力影響的材料物性變化。

【延伸】

這個實驗在家里也能做,通常稱為“熱冰”實驗。它的具體做法是:

找一個容器加入水和足夠的醋酸鈉(若沒有可用白醋+小蘇打替代),由于醋酸鈉比較多,會有一部分沉淀在容器底。

然后將液體加熱,原本沉淀的醋酸鈉大部分會溶解,這是因為加熱會讓溶解度變高。然后將溶液倒出、靜置、讓它自然冷卻,就得到了醋酸鈉的過飽和溶液。

由于缺乏結(jié)晶核,雖然溶液的濃度超過了飽和濃度,但是醋酸鈉還沒有結(jié)晶。此時只要用結(jié)晶狀態(tài)的醋酸鈉碰一下液體,溶液就會迅速結(jié)晶,結(jié)出的白色晶體很像冰,而且會放熱,所以就叫做熱冰實驗。

注意:實驗雖然有趣,但是小朋友們還是要在大人監(jiān)督下完成。

液橋演示實驗

為了向孩子們展現(xiàn)水的表面張力,王亞平手持兩片塑料板,葉光富向塑料板表面分別擠上水,兩片塑料板逐漸接近,水便在板間連起了一座“橋”,王亞平將塑料板的距離拉遠,“橋”也沒有斷開,這便是液橋現(xiàn)象。

其實,“液橋”現(xiàn)象在地面也非常普遍,當你在洗手的時候,或者手沾糖水的時候,指間的小液柱就是“液橋”。只是由于地面上的重力影響,液橋的尺寸就是幾毫米。而在空間站微重力環(huán)境下,表面張力便能更好展現(xiàn),可以維持大尺寸的液橋不會垮塌。

【小知識】

液橋是液體表面張力形成的現(xiàn)象。液體和氣體接觸時,液體內(nèi)部分子密集,分子之間有斥力;液體表面分子稀疏,分子之間有引力。

水油分離實驗

水是地球上最常見的物質(zhì)之一,在常溫常壓下為無色無味的透明液體,被稱為人類生命的源泉。而食用油淡黃透明、色澤清亮。當食用油與水碰到一起,在地球上油比水輕,就會浮在水面上,水和油不相溶。

而空間站中,王亞平手持一個裝有水和油的小瓶子,將其進行搖晃后,兩種在地面不相溶的液體充分混合在一起。隨后,葉光富將繩子系在瓶口,快速旋轉(zhuǎn),借助離心作用將水和油分開。

“小原理可以發(fā)揮大作用。空間站也有這樣的離心設(shè)備,用來分離和制備一些液體。很多復(fù)雜的設(shè)備都是簡單的科學(xué)原理,比如空間站里的陀螺儀。”王亞平又給大家補充了一個知識點。

【小知識】

當物體做圓周運動的時候,就會受到離心力的作用。離心力類似于重力,只不過方向是指向外側(cè)的。洗衣機甩干桶,就是利用離心力工作的。在生物醫(yī)藥上常用的離心機,也是這個原理。

太空拋物實驗

太空拋物實驗?zāi)康氖敲枋雠nD第一定律的基本原理。此時,“頂流”冰墩墩閃亮登場。王亞平將冰墩墩用手指輕輕一推,冰墩墩沒有下墜,而是慢慢飄向一兩米外的葉光富。葉光富接住后,又將其推向王亞平。冰墩墩在兩人之間來回做著近似勻速直線運動,這是因為在空間站微重力的環(huán)境下,物體幾乎不受重力的影響。

由于存在重力,在地球上拋出去的重物就不能像冰墩墩那樣飛那么遠啦!

【小知識】

牛頓第一運動定律,簡稱牛頓第一定律。它的內(nèi)容是: 任何物體在不受任何外力的時候,其總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),直到有作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。

以上就是“天宮課堂”第二課的實驗回顧,以及相關(guān)小知識的介紹,有些可以家庭來做的實驗小朋友可以和家長一起操作哦!

在此,《學(xué)科小知識》也為大家準備了相關(guān)教學(xué)資源,詳情如下。

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