3月23日下午 , “天宫课堂”第二课在中国空间站正式开讲 。 在约45分钟的授课中 , 神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富相互配合进行授课 , 在轨演示了太空“冰雪”实验、液桥演示实验、水油分离实验、太空抛物实验 , 深入浅出讲解实验现象背后的科学原理 , 同时展示了部分空间科学设施 , 介绍了在空间站的工作生活情况 。 授课期间 , 航天员通过视频通话形式与地面课堂师生进行了互动交流 。 此次太空授课 , 在中国科技馆设地面主课堂 , 在西藏拉萨、新疆乌鲁木齐设2个地面分课堂 。
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3月23日 , “天宫课堂”第二课开讲 , 神舟十三号飞行乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行太空授课 。 这是地面主课堂中国科技馆内的学生在听讲 。 新华社采访人员 郭中正 摄
●太空“冰雪”实验
温热的“冰球”
取出装有过饱和醋酸钠溶液的水袋 , 再进行轻轻挤压 , 一颗有水泡的液体球慢慢从管口“跑”了出来 , 并悬停在空间站舱内 。 随即用沾有粉末的小棒触碰液体球后 , 带水泡的液体球开始“结冰” 。 在太空“冰雪”实验中 , 王亚平为大家演示了这一神奇的物理现象 。
中国科技馆科普讲师团副团长 , 太空授课科普专家组成员陈征告诉采访人员 , 用白醋和小苏打就能够制备出这种叫醋酸钠的材料 , 这种物质的特点是 , 它在温度较高水中的溶解度非常大 , 很容易形成过饱和溶液 。 “但结晶还需要一个条件 , 需要一个凝结核 , 类似一个小的扰动或者一个小的缺陷 , 来打破它的稳定状 , 这个时候结晶才能开始 。 ”
沾有粉末的小棒就充当了凝结核的角色 , 而小晶体也开始迅速凝结 , 并且带着水分子一起结晶 , 形成水合醋酸钠的晶体 , 同时还会释放出大量热量 。 “实际上 , 你要是加热 , 它还可以重新变回液体 。 ”陈征说 , 这也是个无容器的实验 , 结晶过程不会受到容器边界的干扰 。
●水油分离实验
“分不开”的水和油
在水油分离实验这个项目上 , 王亚平手中拿了一个装有两种液体的瓶子 , 沉在底下的是透明的饮用水 , 而浮在上面的是一种黄色的食用油 。 一般情况下 , 因为水的密度大于食用油 , 所以在地面当两种液体混合之后 , 油会浮在水上面 , 形成稳定的分层现象 。 即使经过摇晃 , 但静置片刻后 , 水和油两种液体还是会进行分层 。
但在太空中却不同 。 经过摇晃后 , 王亚平手中小瓶里的水油混在了一起 , 水和油并没有自然分层 。 陈征解释 , 因为在太空中是没有重力和浮力的 , 所以当你摇晃瓶子后 , 油就变成了小油滴 , 均匀分散在水里边 , 而且分散之后 , 就不会分开了 。 所以在太空中 , 需要人造一个重力把它甩起来 , 这个其实就是离心机的工作原理 。
陈征说 , 在太空中 , 水油不分离的现象也会带来优势 , 比如制造合金 。 “在地面上 , 当我们把不同的金属熔化后进行混合 , 各种金属的密度不一样 , 就会出现重的往下跑 , 轻的往上跑这种现象 。 但在太空微重力环境里 , 合金就能混合得更均匀 。 ”
●液桥演示实验
“拉不断”的液桥
液桥是连接着两个固体表面之间的一段液体 。 在液桥演示实验中 , 王亚平手持两片透明的塑料板 , 叶光富向塑料板表面分别挤上水 , 两片塑料板逐渐接近 , 水便在板间连起了一座“桥” 。 神奇的是 , 随后王亚平双手将塑料板轻轻拉扯 , “桥”依旧也没断开 。
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