來源頭條作者:學科網今日分享：天宮課堂

近日，“天宮課堂”第二課在中國空間站開講，神舟十三號乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富向廣大學生演示了水油分離、液橋演示、太空“冰雪”和太空拋物四大科學實驗。此次實驗，極大的點燃了學生的科學熱情，下面我們就回顧一下這些實驗和其中涉及到的知識吧！

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太空“冰雪”實驗

2022北京冬奧會剛剛落幕，一場場精彩的比賽點燃了人們的冰雪熱情，中國空間站也上演了一場別開生面的太空“冰雪”實驗。

本次授課首先上場的是王亞平老師，她從裝有過飽和乙酸鈉溶液的袋子中擠出部分液體，形成一個液體球，再用沾了結晶核的塑料棒觸碰液體球，液體球迅速結晶，仿佛一顆晶瑩剔透的冰球。王亞平解釋說，析出晶體時，還會釋放熱量，因此這是一個摸起來感覺熱熱的“熱球”。

“冰雪”實驗為什么在太空做呢？這是因為地面進行實驗的話，溶液受到容器的限制只能向內結晶。而空間站擁有微重力環境，溶液可呈現“無容器”狀態，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下完成結晶，從而觀察到不受地球重力影響的材料物性變化。

【延伸】

這個實驗在家里也能做，通常稱為“熱冰”實驗。它的具體做法是：

找一個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溶解，這是因為加熱會讓溶解度變高。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晶。此時只要用結晶狀態的醋酸鈉碰一下液體，溶液就會迅速結晶，結出的白色晶體很像冰，而且會放熱，所以就叫做熱冰實驗。

注意：實驗雖然有趣，但是小朋友們還是要在大人監督下完成。

液橋演示實驗

為了向孩子們展現水的表面張力，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，“橋”也沒有斷開，這便是液橋現象。

其實，“液橋”現象在地面也非常普遍，當你在洗手的時候，或者手沾糖水的時候，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境下，表面張力便能更好展現，可以維持大尺寸的液橋不會垮塌。

【小知識】

液橋是液體表面張力形成的現象。液體和氣體接觸時，液體內部分子密集，分子之間有斥力；液體表面分子稀疏，分子之間有引力。

水油分離實驗

水是地球上最常見的物質之一，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。當食用油與水碰到一起，在地球上油比水輕，就會浮在水面上，水和油不相溶。

而空間站中，王亞平手持一個裝有水和油的小瓶子，將其進行搖晃后，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，借助離心作用將水和油分開。

“小原理可以發揮大作用。空間站也有這樣的離心設備，用來分離和制備一些液體。很多復雜的設備都是簡單的科學原理，比如空間站里的陀螺儀。”王亞平又給大家補充了一個知識點。

【小知識】

當物體做圓周運動的時候，就會受到離心力的作用。離心力類似于重力，只不過方向是指向外側的。洗衣機甩干桶，就是利用離心力工作的。在生物醫藥上常用的離心機，也是這個原理。

太空拋物實驗

太空拋物實驗目的是描述牛頓第一定律的基本原理。此時，“頂流”冰墩墩閃亮登場。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動，這是因為在空間站微重力的環境下，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啦！

【小知識】

牛頓第一運動定律，簡稱牛頓第一定律。它的內容是: 任何物體在不受任何外力的時候,其總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到有作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態為止。

以上就是“天宮課堂”第二課的實驗回顧，以及相關小知識的介紹，有些可以家庭來做的實驗小朋友可以和家長一起操作哦！

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