基于液体表面张力现象的推进。绘图、说明

推进力基于液体的表面张力现象。给建模师的提示

液体表面张力现象早已为人所知，随着新材料纳米纤维素的发明，为玩具船模型制造有趣的推进装置成为可能。

《化学科学》杂志 24 年第 2012 期发表了一篇文章，描述了一种由表面活性剂蒸发推动的船模型。使用酒精作为这种物质，其化学能转化为机械能，这种能量使船模型运动。蒸发后，酒精会渗透膜（由纳米纤维素制成的液密船体），从而导致船尾水的表面张力降低。由于船前后水的表面张力不同，它向前移动。

改变水的表面张力会使船运动（点击放大）

有趣的是，在“有趣的物理学实验”一书中描述了一个类似的推动者（L.A. Gorev，1985）。

从硬纸板上剪出一个如图所示形状的盘子，然后将其放在倒入足够大尺寸（例如，直径 35 厘米，高 10 厘米）的玻璃浴中的水的表面上。放置樟脑纸板切口中心水面上的水晶。盘子动了很久。为什么？

基于液体表面张力现象的推进
带樟脑发动机的船

物理教科书（General course of physics. Thermodynamics and molecular physics. vol. II. D.V. Sivukhin. M., Nauka, 1990）中对类似推动者的类似描述：

很多现象都可以用不同液体的表面张力不一样来解释。以锡制的小船模型为例，船尾有一个小孔。让我们将一些乙醚倒入船中，使乙醚的自由表面水平面略高于孔。然后让船浮在水面上。然后他将开始向前移动，即从船尾到船头的方向。这种现象的解释是乙醚的表面张力小于水的表面张力。乙醚从船尾的洞里渗出，薄薄地覆盖在船后的水面上。乙醚的表面张力将船拉回来。然而，这个力小于水的表面张力，水将它向前拉。这两个力的合力指向前方并使船运动。

当将小块樟脑扔到纯净水的表面时，会观察到同样的现象。樟脑缓慢溶于水并降低其表面张力。一块樟脑在不同地方的溶解速度是不一样的，要看它的形状。它更靠近工件突出的尖端。结果，形成了表面张力的差异，导致一块樟脑进行随机而强烈的旋转和平移运动。只有当水面足够干净时才能观察到这种现象。一层薄薄的脂肪降低了水的表面张力，以至于樟脑的溶解不能再进一步降低它。根据瑞利的说法，当水面上的油层厚度达到 2 * 10-7 厘米时，樟脑的运动就会停止。在这种情况下，水的表面张力比干净的水面小 28%。根据瑞利的说法，厚度为 1 * 10-7 厘米及以下的油层实际上对水的表面张力没有影响。

而另一种基于液体表面张力的动子描述发表在《Kvant》杂志，1982年，第11期。

移动的“火箭”和发散的环。

剪出图 1 中所示形状的纸“火箭”，a。在 A 点，滴一滴浓缩皂液或一小块肥皂。如果现在将火箭放到平静的水面上，它就会开始移动。

基于液体表面张力现象的推进
火箭和旋转器

您可以制作一个字母 S 形状的风车，然后在 A 点和 A' 点放置几块肥皂，而不是“火箭”（图 1，b）。观察微调器将朝哪个方向旋转。

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