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(guó)空間站開講，神舟十三號(hào)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(shí)驗(yàn)。此次實(shí)驗(yàn)，極大的點(diǎn)燃了學(xué)生的科學(xué)熱情，下面我們就回顧一下這些實(shí)驗(yàn)和其中涉及到的知識(shí)吧！

溫馨提示：文末有精彩學(xué)科知識(shí)推薦，歡迎下載。

太空“冰雪”實(shí)驗(yàn)

2022北京冬奧會(huì)剛剛落幕，一場(chǎng)場(chǎng)精彩的比賽點(diǎn)燃了人們的冰雪熱情，中國(guó)空間站也上演了一場(chǎng)別開生面的太空“冰雪”實(shí)驗(yàn)。

本次授課首先上場(chǎng)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(gè)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(shí)，還會(huì)釋放熱量，因此這是一個(gè)摸起來感覺熱熱的“熱球”。

“冰雪”實(shí)驗(yàn)為什么在太空做呢？這是因?yàn)榈孛孢M(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(gè)實(shí)驗(yàn)在家里也能做，通常稱為“熱冰”實(shí)驗(yàn)。它的具體做法是：

找一個(gè)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(huì)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(huì)溶解，這是因?yàn)榧訜釙?huì)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(shí)只要用結(jié)晶狀態(tài)的醋酸鈉碰一下液體，溶液就會(huì)迅速結(jié)晶，結(jié)出的白色晶體很像冰，而且會(huì)放熱，所以就叫做熱冰實(shí)驗(yàn)。

注意：實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)

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(yuǎn)，“橋”也沒有斷開，這便是液橋現(xiàn)象。

其實(shí)，“液橋”現(xiàn)象在地面也非常普遍，當(dāng)你在洗手的時(shí)候，或者手沾糖水的時(shí)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(huì)垮塌。

【小知識(shí)】

液橋是液體表面張力形成的現(xiàn)象。液體和氣體接觸時(shí)，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(shí)驗(yàn)

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(dāng)食用油與水碰到一起，在地球上油比水輕，就會(huì)浮在水面上，水和油不相溶。

而空間站中，王亞平手持一個(gè)裝有水和油的小瓶子，將其進(jìn)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?？臻g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(jiǎn)單的科學(xué)原理，比如空間站里的陀螺儀?！蓖鮼喥接纸o大家補(bǔ)充了一個(gè)知識(shí)點(diǎn)。

【小知識(shí)】

當(dāng)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，就會(huì)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(jī)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(jī)，也是這個(gè)原理。

太空拋物實(shí)驗(yàn)

太空拋物實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖敲枋雠ｎD第一定律的基本原理。此時(shí)，“頂流”冰墩墩閃亮登場(chǎng)。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(yùn)動(dòng)，這是因?yàn)樵诳臻g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(yuǎn)啦！

【小知識(shí)】

牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律，簡(jiǎn)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(shí)候,其總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(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(shí)驗(yàn)回顧，以及相關(guān)小知識(shí)的介紹，有些可以家庭來做的實(shí)驗(yàn)小朋友可以和家長(zhǎng)一起操作哦！

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

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