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分子力量114。水迹的延伸
水滴在报纸上。开始时留下的圆形湿迹,会逐渐变成为椭圆形。
这是主要造纸原料植物纤维的走向所决定的。滴下的水浸入这些极小的毛细管中 — 就像自然界生长的植物吸收水分那样。由于横向的纸张纤维吸水性不太强,所以,椭圆形水迹就向我们显示了纸中纤维的走向。报纸上印有图片或大型字体的地方,水迹扩展很小。纤维的吸水功能所以减弱,是因为其中的大部分都被含有油性的油墨吸收。
分子力量115。撕报纸试验
如果想把报纸撕成条,你就会遇到两种不同的结果:顺着印刷字行撕,撕后的边大体是平直的,而逆着印刷字行撕,边则是弯曲和锯齿状的。这是为什么呢?
和木材一样,顺着纤维切割,要比横着容易,纸张同样有纤维走向。生产纸张时,用木材制成的纸浆,要通过一个运动着的筛带。在这个过程中,纸浆中包含的纤维,是按照走向进入机器的。经过上浆、滚轧和干燥后的纸张,逆纤维走向较结实。这一事实,在纸张进一步加工时,即在印刷、装订和做手工时极其重要。
分子力量116。纸绳的拉力
把一张纸巾卷起来并拧成一条结实的纸绳,用它来进行拔河游戏。两端有人使劲拉的时候,它能禁得住吗?
如果你是横着纸的纤维走向拧绳,那只要一拉就会扯断。但如果顺着纤维走向拧绳,那它就可以禁得起拉扯。在这种情况下,纤维聚合在一起,共同抵御拉扯的力量。但如果上面只要滴上一滴水,那么这个聚合力就会立即消失。
分子力量117。会爬的液体
春天,剪下一根刚萌芽的桦树枝条。它的切口处会流出清亮的液体。如何解释这种所谓的“树血”呢?
春天,树根向萌芽输送有养料的水分特别多。这种输送是在树根的压力下进行的,同时也通过毛细现象:水分子和木分子相互吸引,因此树液上升至输导组织的管道形毛细管中。我们可以做一个试验:把一根长毛衣针插入塑料管中,然后将它弯成U形,并挂在装满水的玻璃杯上,这时,水就会顺着U形管上升,最后把杯中的水流干。
分子力量118。纸做的睡莲也会绽放
将一张平滑的纸剪成一朵花,用彩笔涂上颜色,然后把花瓣向里折叠。把这朵纸睡莲放入水中,你就可以看到花瓣以慢镜头的速度向外开放的景观。
纸的主要材料是植物纤维,即极细的管道。通过分子间的相吸,水就会渗入这种所谓的毛细管中。纸开始膨胀,就像是凋谢植物的花朵放入水中那样,这朵纸做的睡莲的花瓣也会竖立起来。
分子力量119。神奇的气泡
取一个底部是白色的啤酒垫盘,用针从下面中间扎三个小孔。把一只玻璃杯注满清水,直至边缘,把垫盘盖在上面 — 垫底朝上 — ,然后立即把玻璃杯倒转过来。你必须用手顶住垫盘,并用手指捂住上面的小孔。现在你就可以做汽水了:你把手从小孔处移开,杯中开始冒起气泡。
垫盘的纸板由植物纤维,即极细的管道组成,通过“毛细管现象”汲取水分。由于垫盘吸收了相当的水分,杯中出现了低压,于是外面的空气就通过小孔进入杯中,以取得气压的平衡。
分子力量120。让水倒流
取两个或三个啤酒垫盘,摞在一起,中间刺穿一个相当于塑料吸管粗细的洞,将吸管插入,用胶水封闭缝隙。把吸管按图上的样子剪短。将两只玻璃杯 — 一只短粗的和一只细长的 — 分别注满三分之一的清水。把啤酒垫盘放在细长的杯子上,然后猛的把它倒转过来,头朝下扣在短粗杯子上面。这时你就会发现,下面杯子的水会倒流至上面的杯子中去,甚至持续一个小时之久。纸板制作的啤酒垫盘中的管道式纤维,将汲取上面杯子中的部分水分,从而产生了低压。外面的空气为平衡气压试图进入,压迫吸管中的水向上倒流。
分子力量121。被截断的水管
圣诞节来了,一个父亲要树起一棵圣诞树。他必须把树干的底部削尖,才能插到底架上。尽管然后把下面的底盘里放满了水,圣诞树在节后还是很快就枯萎,掉光了针叶。这是为什么呢?
在削树干底部时,除了树皮,常常也把最外圈年轮削掉。但恰恰在这里存在着吸水细胞,即向上输送水分和养料的管形细胞。靠近树心的老年轮,由于细胞已经木质化,不再具备输送水分的功能。它们只起加固树干的作用。因此树干无法汲取水分和维持针叶的生长。
分子力量122。一片积水的力量
把水倒在厨房的平滑的塑料作业台面上,这些水有多少会流到地下,取决于台面边缘的形状。如果是直角边缘,则只有倒水时溢出的那部分水流下台面(见图1);而如果边缘是半圆的,则全部积水都会流下(见图2)。
流动的水,首先遵守重力法则。在有棱角的边缘,水的亲和力,即水分子间的吸力则在此处中断。而半圆形边缘却相反,它使水分子的亲和力保持了下来。它甚至比此时水分子对塑料台面的附着力更为强大。结果是所有的积水都将流光,台面很快就会干燥。
分子力量123。硬币陷阱
把一根火柴从中间折弯,但不要折断。把这个角状的火柴平放在一只葡萄酒瓶口上,上面再放上一枚一分尼硬币。怎么才能让火柴离开瓶口,而让硬币掉进瓶中呢?但不许碰到火柴!
你只需要把一滴水滴在火柴的弯曲处,火柴就开始活动起来,过不了一会儿,硬币就会落入瓶中。木材的管状细胞,接受了水分,继续向里面输送。通过分子的吸力,出现了压力,使瓶口上火柴两端逐渐展开。
分子力量124。气象站
用火漆或胶水把一只干燥的松球果固定在一块木版上。在中间的一个鳞片上插入一根大头针,外面再套上一根吸管。把木板放到外面可以挡雨的地方。吸管会随着气候的变化而移动。请标上刻度。
这个简易的湿度计,是大自然的作品。下雨前,松球果紧缩,以保护里面的种子。球果的表面则吸收水分,膨胀或者萎缩 — 这个过程,你也可以在一块薄板或者一块纸板上观察得到,如果它的一面变得潮湿的话。