怎样把仓鼠变成化石-第6部分

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　　自己尝试一下吧。尽可能地测量准确，甚至能得到更加接近真实速度的数字。如果你的巧克力在事先冷冻一下，那么开始熔化时，熔融区会更加醒目。当然，你也许会找到一些各式各样不同的、微微熔化时尝起来会十分美味的巧克力来进行研究。真正的科学家都懂得，双重检验结果永远是重要的。　　　　　　　　　

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第30节：酒面上的奶油　　　　　　　　　

　　酒面上的奶油　　　

　　为什么天玛利（咖啡乳）酒表面上2毫米厚的一层奶油会快速产生回转涡旋的图案？　　　

　　这是适合饭后餐桌“实验室”的一个完美的实验。因为它是《新科学家》让世界引起关注的一个实验，所以我们自己觉得特别荣耀。要用一些质量好的轻脂稀奶油，因为牛奶过稀容易流动，而重脂奶油又太稠。不要舍不得，最后形成的产物甚至可以直接喝掉。　　　

　　所需的材料　　　

　　一个宽平底玻璃杯　　　

　　轻脂奶油　　　

　　一瓶天玛利牌（咖啡乳）酒　　　

　　一个羹匙　　　

　　要做的事情　　　

　　向玻璃杯里倒入1厘米深的天玛利酒，再加入薄薄的一层稀奶油。奶油要沿着羹匙的背面慢慢地倒，这样奶油才会均匀地铺在天玛利酒的表面。怎样把仓鼠变成化石？居室客厅里　　　

　　会看到的现象　　　

　　随着奶油和天玛利酒的相互作用，酒表面的奶油会裂开，形成类似多个细胞组成的图案。　　　

　　究竟发生了什么　　　

　　涡旋图案是对流造成的。对流是流体的整体运动，通常由温差（温度的差异）导致的。然而在这个实验里，对流是由两种液体浓度上的差异驱动的，这被称作溶质对流。　　　

　　天玛利酒中的酒精是对流的驱动力。当加入奶油之后，酒精开始向其渗透。当酒精到达表面时，它会改变表面张力，使张力下降。奶油液体没有受到影响的区域仍维持着其较高的表面张力，于是将表面张力低的奶油液体拉向自己。随着表面奶油液体被拉开，天玛利酒便向上运动填充进来。填充区域的表面张力比被拉走的奶油液体表面张力更低。由于产生了对流循环，这个过程会自己持续下去。只要天玛利酒和受影响奶油区域之间的浓度差异存在，这个过程就会持续。　　　

　　表面张力对流被称为马朗格尼对流（Marangoni　convection）。在干燥各种油漆时这种对流作用也会发生。这种对流作用还造成诸如酒杯中飞奔向下的“腿”之类的那些现象（参见本书的实验“酒鬼的腿”）。从天上滚动的云到煎锅里的油中都会见到类似的现象。不过，天玛利酒有点特殊性，因为在其他系统中，对流环是圆形或者是六边形的。　　　

　　附注：　　　

　　我们很高兴把这个实验纳入本书，因为当这个问题在《新科学家》杂志上刚被提出时，没有人知道答案，这让一组研究者对这个现象进行研究，并且就这个题目写出了结论性的论文。　　　　　　　　　

◇欢◇迎访◇问◇。◇　　

第31节：过顶四溢　　　　　　　　　

　　过顶四溢　　　

　　将起泡葡萄酒或者啤酒倒入干燥的玻璃杯中时，特别容易向上喷涌溢出，但如果玻璃杯内侧是潮湿的就不会这样，这是为什么？　　　

　　非常坦率地讲，可以在家里做的、涉及酒精饮品的实验数量如此之多，就连我们也感到吃惊。如果只对做实验感兴趣，大可不必非要去喝这些葡萄酒或啤酒，不过……　　　

　　所需的材料　　　

　　刚刚开瓶的起泡葡萄酒或者啤酒　　　

　　（香槟酒用的）郁金香杯或啤酒杯　　　

　　橄榄油　　　

　　一勺白糖　　　

　　灰尘（酒架后面一般都会有）　　　

　　要做的事情　　　

　　把葡萄酒或啤酒快速倒入直立的酒杯中，这样酒会向上溢出泡沫至杯子边缘，等泡沫退去后再倒入更多的酒。　　　

　　会看到的现象　　　

　　第二次倒入的酒不会像第一次那样有相同的起泡效果。　　　

　　究竟发生了什么　　　

　　啤酒、起泡葡萄酒和其他发泡的饮料都溶解有气体。虽然根据热力学定律，气体倾向于从溶解状态变成气泡溢出，但是由于一定要从极小的起点开始形成，气泡成形并不那么容易。因为在一个直径仅有0？1微米的气泡中，微小气泡的压强可以达到3×106Pa。而亨利定律告诉我们，随着气压的增高气体的可溶性增强，所以气体从溶解状态一旦释放，很快又会被强制溶解到液体之中。　　　

　　然而气泡可以在灰尘颗粒、表面不平整的位置和划痕的周围形成。这些地方被称作成核作用点，具有疏水的特征。它们可以不经过首先形成微小的气泡就让气体汇聚。一旦汇聚的气体达到某个临界尺寸便会向外突出并隆起形成适当凸起的泡，凸起弧线的半径会足够大，让气泡不会像上面描述的那样自行消失。　　　

　　随后会有一种瀑布效应。如果单位体积内的气泡达到了一定的临界数量，这本身便会构成一种物理扰动，从而导致释放出更多的气泡。　　　

　　成核作用可以由多种瑕疵引发。如果用硬水质的水洗过的玻璃杯被放在那儿风干，一些微细的晶体盐粒如硫酸钙等便可能存在。如果玻璃杯是用抹布擦干，也许会存在微小的棉纤维。如果玻璃杯口向上放在杯架上，不论放的时间有多长，灰尘都可能落在杯子上。可能除了崭新的杯子之外，所有杯子的内侧都会存在极为细微的划痕。　　　

　　当玻璃杯内侧潮湿时，盐的颗粒会溶解，棉纤维也不会再有成核中心的作用。当然，此时灰尘和各种划痕仍会在那儿，不过它们表面也会被蒙上液体。这样，新鲜的碳酸质液体就需通过扩散作用很慢地触及它们。气泡仍然会产生，但产生的速度十分缓慢，不足以体现瀑布效应的作用。因此，饮料不会膨发溢出。　　　

　　为了展示这些，取一个玻璃杯，将内侧涂抹一层橄榄油。和水相比橄榄油是一种效果更好的表面覆盖剂。完成之后，加入葡萄酒或啤酒（如果需要节俭些，可以使用柠檬水等碳酸饮料）。泡沫沸腾的情况会消失或变得很轻微。把从酒架上收集的灰尘扔进去，看看它会怎样影响液体饮料的表现。最后，把可以成为数以万计成核作用中心的一大勺砂糖加进去，体会一下像火山爆发似的泡沫沸腾会是什么景象。　　　

　　附注：　　　

　　我们应感谢现代生产工艺，现在的玻璃杯品质非常好，让制造商们刻意制造了一些“瑕疵”，特别是在啤酒杯上，好产生足够的气泡，更有效地形成美酒“顶上冠饰”。　　　

　　这个实验和“过度反应”实验中曼妥斯糖和可口可乐产生的效应有着很大的相似性，虽然就曼妥斯糖和可口可乐产生那么壮观效果的原因观察者们仍有些疑虑。如果打算在室内做这两个实验，不妨试试使用葡萄酒或啤酒。（注意本实验里所说的葡萄酒都是发泡葡萄酒）　　　　　　　　　

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第32节：白色的饮用水　　　　　　　　　

　　白色的饮用水　　　

　　像波诺酒（pernod）、奥佐酒（ouzo）和衫布卡酒（sambuca）等茴香酒类的饮料，加入水的时候为什么会变白？　　　

　　这是个非常有趣的现象，两种完全无色透明的液体混在一起会产生出一种不透明的白色液体，这意味着处于溶解状态的某种看不见的物质被迅速转变成某种不可溶的可见物质。　　　

　　所需的材料　　　

　　几个饮料杯　　　

　　一瓶茴香酒，如波诺酒、奥佐酒和衫布卡酒　　　

　　一大杯水　　　

　　要做的事情　　　

　　向杯里倒上一种茴香酒。如果希望像一名真正的科学家那样在实验时进行一些对比控制（见“发泡酒的误会”的实验），可以各倒一杯三种不同的酒，加入水。　　　

　　会看到的现象　　　

　　杯中的饮料将由清澈变为奶白色，如果是巴斯蒂斯酒（pastis）则会是奶黄色。　　　

　　究竟发生了什么　　　

　　茴香酒类饮料的主要成分是叫做松香酯类（因其味道而得名，中文称为“萜烯”）的化合物。它们溶于酒精但不溶于水。饮品中40度左右的酒精足够使这些萜烯化合物溶解。但是当加入水时，由于饮品中的酒精浓度下降，这些物质被从溶液中“赶”了出来，产生了奶状的悬浮物质。　　　

　　苦艾酒是一种以艾草成分为主的饮品，它会产生令人印象深刻的绿色悬浮物。萜烯类物质和许多饮品中的苦涩植物气味或味道有关，包括柠檬草味和麝香草味。　　　

　　附注：　　　

　　苦艾酒在英国始终是合法的，但是由于没有太多的制造商，所以数十年来很难喝到。目前苦艾酒在重新兴起，不过经营者需要有特殊的许可证才能销售。苦艾酒含有一种神话般的精髓物质，据说（未经证实）具有神经药品的作用。但是它的毒性使它在包括美国在内的世界其他地方仍然属于非法。虽然苦艾酒制造商声明侧柏酮的浓度水平不足以导致人类产生任何反应，但美国食品药品管理局宣布，苦艾酒中存在的化学成分侧柏酮，具有毒害神经的作用。有意思的是，苦艾酒1915年在法国遭到禁止之后，波诺—里卡德酿造公司首先制造出了巴斯蒂斯酒，他们从酒中除去了艾蒿，加入了更多的八角茴香，酿制出了我们实验所用饮品之一的第一代产品。　　　　　　　　　

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第33节：只需喝两口　　　　　　　　　

　　只需喝两口　　　

　　摇动调制的伏特加马提尼鸡尾酒（martini）和搅动调制的有什么差异？　　　

　　詹姆斯？邦德在点要鸡尾酒时出了名地讲究，他要的马提尼永远只是摇出来的。显然，其中存在着某些差别……　　　

　　所需的材料　　　

　　一个还算过得去的马提尼酒配方。下面的配方取自？drinkoftheweek？，其中橄榄和柠檬果要在摇动或搅动之前加入　　　

　　140毫升伏特加酒　　　

　　8滴味美思　　　

　　两个橄榄果和两片酸橙或柠檬　　　

　　摇酒壶　　　

　　马提尼酒杯　　　

　　要做的事情　　　

　　把各种配料放入一个大杯中调配，动作要轻，避免任何意外的摇动或搅动。小心地将混合好的酒一分为二放入两个摇酒壶，一个进行摇动，另一个搅动，然后把酒倒入两个不同的酒杯中。　　　

　　会看到的现象　　　

　　两杯同样精美的鸡尾酒。但是，你也许（只能说也许）能够尝出它们的差别。理想的情况是，你需要招募进行“双盲”品尝的志愿者，而且不要让他们知道尝的是哪一种酒。　　　

　　究竟发生了什么　　　

　　一般认为，摇动而不是搅动的马提尼酒，其中的伏特加酒会被“打碎”。对于有经验的酒客来说，这改变了酒的味道。　　　

　　然而，就事实上所发生的变化，有着很大的争议。如本配方那样，尽管橄榄和柠檬在摇酒之前加入，并可以在摇动的作用下被捣碎，释放出有香味的油或汁液，但是单凭臂膀之力，不可能像捣碎水果一样捣碎酒精，原因是酒精是液体，不具有脉状支撑系统。而其他的配方中，不允许事先加入橄榄或水果，于是被摇动的或搅动的只有伏特加和味美思，这样排除了植物对味道的影响。建议重复这个实验，在摇动和搅动之后加入橄榄或水果，看看能不能分辨出差别。　　　

　　不过，在不加橄榄和水果时摇动或搅动伏特加与味美思，常喝马提尼酒的人还是能感觉出差别。这是因为马提尼酒通常在调制好后几秒钟之内喝，而不会在几分钟之后再喝。摇动会形成大量微小的液泡，这意味着充分摇动调制的马提尼酒是云雾状的。这对影响酒的结构具有某种作用，同搅动调制的相比酒色显得不那么油润，因此味道总是会有轻微的改变。　　　

　　摇动产生的气泡会部分地氧化味美思中的醛类物质，其方式就和红酒氧化后味道改变一样，这就是通常知道的“让红酒走气了”。这种作用同样总是会非常轻微地改变马提尼的味道。　　　

　　现在你明白是怎么回事了吧！你能分辨出摇动调制和搅动调制的酒之间的区别吗？　　　

　　附注：　　　

　　“007”间谍电影多年来为《新科学家》提供了大量的素材。我们最惊人的发现之一是，邦德无情地处决坏蛋时使用的那种消音器要比现实中神秘得多。好莱坞对消音器的处理有很大的自由度，现实中大多数消音器都比“007”电影中出现的雪茄大小的规格大得多，而且安装和拆卸很费劲。即便詹姆斯？邦德安装消音器的速度足够快，他的枪也不会发出我们在电影里听到的那种独特的“噗”的声音，而会更接近沉闷的爆裂声，类似用力关车门的声音。尽管有在电影里看到的那些镜头，但是因为消音管和枪管之间的间隙会漏气，所以消除枪发出的声音几乎是不可能的。遗憾的是，本书所叙述的是你能够在家里去做的实验，不可以推荐一项针对这个特别的“007”现象的实验。把它写在这里不过是要为你尝试这个伏特加马提尼酒实验时的气氛助兴而已。　　　　　　　　　

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第34节：酒鬼的腿（1）　　　　　　　　　

　　酒鬼的腿　　　

　　在盛有威士忌酒或其他白酒的杯子内壁，有什么东西会使那么一些相互分隔的薄膜飞奔向下？　　　

　　这些膜被称作“腿”，经常认为它们是好酒的衡量标准。如果要对一些白酒进行尝试，你可以作为评判者，检查一下是不是好的白酒会更好表现出这个现象。　　　

　　所需的材料　　　

　　一个或几个直筒玻璃杯　　　

　　威士忌酒，如果希望对比可以准备其他白酒　　　

　　水　　　

　　要做的事情　　　

　　倒入适量的威士忌酒，并晃动以便让其湿润杯子。用等量的一杯水，同样晃动。每个杯子分别咂一口，并观察液体沿着杯子的侧壁向下流入杯底的情景。可以试试其他白酒，看看是否有差别。　　　

　　会看到的现象　　　

　　在旋转晃动和咂饮之后，流回杯子的威士忌酒薄膜将分成一些相互距离大致相等的小细流，这就是上面所说的“腿”。而水向下流回杯子非常迅速不会形成“腿”，最多你会看到杯中的一些水滴。　　　

　　究竟发生了什么　　　

　　以绝对温标和对热力学的贡献而闻名的罗尔德？开尔文的哥哥詹姆斯？汤姆森首先正确地解释了这个现象。在一篇1855年他发表在《哲学杂志》上的题为《论葡萄酒和其他醇酒表面可以观察到的一些神奇运动》的论文，发表在Philosophical　Magazine　（vol？　10；　p？　330）。中，他解释道，这个现象是由虹吸运动或表面张力作用形成的。（在“花的力量”和“漂浮的早餐谷片”两个实验中对虹吸运动进行了解释）　　　　　　　　　

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第35节：酒鬼的腿（2）　　　　　　　　　

　　醇酒是乙醇和水的混合物，乙醇的沸点比水低，所以在倒入时醇酒中的乙醇要比水蒸发的速度快。乙醇的表面张力要比水的表面张力小，而且不同的蒸发速率在酒中“多水”和“多醇”的区域之间形成了相对的应力。其结果是使“多水”和“多醇”的区域被相互拉开，分割出来的“腿”由于乙醇的蒸发变得更加“多水”，多水的残留物在自身重量的作用下开始徐徐向下流回杯子。　　　

　　汤姆森的论文几乎没有为他赢得什么声望。这种表面张力对流现在以卡罗？马朗格