水黾能浮在水面上是为什么呢(与浮力无关)
当我们在晚饭过后与家人出去散步时,在路过小池塘或者小湖边,可以看见很多小虫子站立在水面上,即使是站立时间很长也不会没入水中,这是什么原理呢?如果掌握其中的原理,人类在不借助外物的情况下也能站立在水面上吗?
什么是水黾一般来说,傍晚我们看到的池塘边或者湖边的小虫子,大多数是一种被称作水黾(min,读第三声)的小型水生昆虫。体长仅有10-20毫米左右,通常生活在水面上,也可以在陆地上坚持一段时间,以水面上的漂浮物为食。
在了解完水黾后,我们来一起探索水黾能够站立在水面上的秘密吧。
浮木原理有很多人会认为,水黾之所以能够站立在水面上是因为浮力的作用,就像是木头尽管在外力作用下完全没入水中,但还是可以自动漂浮上来;但是就算是将铜块小心翼翼的放在水面上,也会迅速的沉入水中。
这是因为木头的密度(约为0.5g/cm3)小于水的密度(约1g/cm3),而铜块的密度(8.9g/cm3)则远远大于水的密度,这样水对木头的浮力大于木头自身所受的重力,所以可以漂浮在水面上,而铜块则恰恰相反。但这并不是解释水黾可以站立在水面上的原因。
浮在水面的硬币对于家里有小朋友的人来说,可能在自家孩子的家庭作业中就有在家长的帮助下,将一枚一分钱的硬币或者一根针放在水面上,并且保证放在水面上的东西不能没入水中。这其中的原理就和水黾站在水面上的原理一样是因为水的表面张力的作用。
因为水的表面张力存在,即使物质的密度大于水的密度,也可以使其漂浮在水面上。
表面张力那么什么是表面张力呢?人类知道原理后,能不能也站立在水面上?这样轻功水上漂不就可以重现世间了吗?
表面张力有个通俗的解释:液体包括水会产生尽使表面缩小的力,这个使表面缩小的力就是指表面张力。我们可以这样理解,就好比大多数富翁都不愿意展示自己的财富,都想把自己的财富以最小的限度呈现,液体也是如此,大的表面积使液体具有很高的表面能,这样会使液体分子很不稳定,所以液体趋向于减小自己的表面,来维持稳定的结构。
人可以"站”在水面上吗?通常情况下,水的表面张力为72.8mN/m,而水黾的一条腿就能在水面上支撑起15倍于自身的重量。所以水黾很自然的可以站立在水面上。但是人自身的重力远大于水的表面张力,因此尽管知道是表面张力使水黾站在水上,人类也无法模仿水黾,不借助外物重现“轻功水上漂”。
但是,表面张力还是有很多应用的实例的,在医学以及日常的生产生活中都有着广泛的应用。比如牙膏清洁口腔等。
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