科普 》 怎样把仓鼠变成化石   》 第23节：和弄着的东西(2)      佚名 Yi Ming

　　答案就在发生于旋转流体中的被称为“压力—动量平衡”的过程之中。我们搅动所形成的旋转流体将会被保持在茶缸之中，而不是去冲破茶缸的四壁，这样流体的旋转形成的内力应该被流体内的梯度压力抵消。压力在中心位置最低并向茶缸壁的方向逐渐增高。思考一下拴在绳子一端被抡动的重物，绳子的拉力阻止了重物飞出。绳子的这个拉力就相当于茶水中的梯度压力。
　　被搅动时，液体会被向外推，提高了茶缸壁的压力，同时降低了中央位置的压力。我们可以清楚地看到，随着旋转液体被推向外，在液体表面的中心形成一个小漩涡。事实上，要不是茶缸的四壁限制着茶水，它会轻而易举地流出来洒在桌面上。因此，所有那些密度要比周围液体小的漂浮颗粒，将向内朝着压力最低的茶缸中央运动。
　　这说明了问题，但是还有较重的物体也向内运动。尝试在茶水中放一些花生米甚至是小石子（记住这时不要用你最好的瓷器做实验，而且即便你再渴，放入石子后的水最好还是不喝），你会发现花生米或小石子在你搅动茶水时仍然向中间汇聚。
　　茶缸较粗糙的缸底会产生较大的摩擦作用，比在液体接触到的茶缸壁等其他部位要大，这是因为液体的旋转面和茶缸底面平行。同时，空气和旋转液体在表面的摩擦作用是最小的，这使得液体运动要快一些。因此，在表面的较高压力和底部的较低压力之间也存在一个梯度。这导致形成了一个环流，即在搅动的作用下液体在表面向外运动，然后在茶缸壁附近向下，并沿着茶缸底向内，最后向上回到中心表面。像茶叶、小石子这类的颗粒被这个环流携带，最后在茶缸底部的中心停下来，那里是压力最低的地方。重力也起到了一部分作用。液体不会在茶缸底部聚集成堆而且要保持运动，会沿着旋转轴从茶缸底部向上流动。此时，较重的颗粒则在低压和地球重力拉扯的联合作用下，被滞留在底部。
　　物理学把这种颗粒的堆积作用叫做边界层效应。茶缸粗糙的底面是诱发这个性质的关键因素。如果找到一个更光滑的容器，具有比一般厨房里的茶杯更小的摩擦作用，你看到的效果会大打折扣。
　　附注：
　　在大风的日子里，垃圾会在阵阵旋风中聚集，而不是散开撒落在路面上。形成这种现象的作用力，与在茶缸里发生作用的力是相同的类型。



   我读累了，想听点音乐或者请来支歌曲！
    
<< 前一章回   后一章回 >>   
第1节：发泡酒的误会第2节：面条之谜第3节：究竟发生了什么第4节：香蕉皮
第5节：会看到的现象第6节：铁人第7节：黏稠的酱第8节：埃文斯（摇溶）法
第9节：蹦跳的米粒第10节：速溶咖啡的和谐音符第11节：绿色鸡蛋与紫甘蓝第12节：烤焦的面包
第13节：银衬里第14节：盘结的“线绳”第15节：意大利饺子(1)第16节：意大利饺子(2)
第17节：咬出来的麻烦第18节：漂浮的早餐谷片第19节：骗人的苹果第20节：形态漂移
第21节：对准了再倒第22节：和弄着的东西(1)第23节：和弄着的东西(2)第24节：塑料奶
第   I   [II]   页

评论 (0)