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“天宫课堂”第二课准时开课,太空教师到齐,准备上课啦!

微信用户12个月前 (07-07)运营类615

今天15:40,“天宫课堂”第二课准时开课。在距地面约400公里的中国空间站中,“太空出差”三人组翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站里再一次通过直播向全球展示太空中的科学奥秘。

冬奥会冰墩墩视频_冰墩墩_北京冬奥会冰墩墩

太空教师到齐,准备上课啦!丨央视新闻

在中,太空花开、双重人像、太空转身……在微重力环境下,与重力相关的物理现象消失,各种在地面上不曾见过的奇妙景象,都出现在太空环境之中。

第二课里,三位太空教师不仅进行了魔法般的太空实验,还带大家参观了天和核心舱里的科技实验设备。冰墩墩更是“惊喜加盟”本次太空教学,与三位太空教师一起展现太空的奥妙。

冰墩墩_冬奥会冰墩墩视频_北京冬奥会冰墩墩

冰墩墩也来到了太空中丨央视新闻

太空冰雪实验

北京冬奥会和冬残奥会刚刚落下帷幕,三位航天员也在太空中“梦幻联动”,让一颗“水球”秒变梦幻“冰球”。

王亚平从水袋中缓缓挤出一颗晶莹剔透的“水球”后,使用“魔法棒”轻轻碰触了它。几秒内,这颗“水球”迅速变白,从外到内变成了一颗“冰球”。但这颗“冰球”并不冰,王亚平将其握在手里,感觉还有点热。

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“水球”秒变“冰球”丨央视新闻

这颗“热冰”其实并不是冰,而是乙酸钠结晶。这其中“点水成冰”的魔法,其实是过饱和溶液结晶的过程。乙酸钠可以溶于水中,但溶解的量是有限度的。温度越高,乙酸钠的溶解度越大,也就是说同样多的水可以装下更多的乙酸钠。

然而随着溶液慢慢降温,溶解度也会逐渐下降,这时候溶液会逐渐“装不下”乙酸钠了。不过在外部较为稳定的情况下,这种明明装不下还继续装的状态会持续,从而变成“过饱和溶液”。然而对于溶液而言,这种情况是不稳定的,在受到搅拌、震荡等外部影响时,溶质会结晶析出,形成“冰”一样的视觉效果。这个过程还会放出热量,所以它也就成了“热冰”。

北京冬奥会冰墩墩_冬奥会冰墩墩视频_冰墩墩

乙酸钠结晶过程丨Wayne /

这个实验其实在地球上也可以完成,但想要得到一个“悬浮的热冰”,还是得靠太空中的微重力加持。这也展现了太空实验的一个独特之处:可以实现“无容器实验”。

在地面上做实验,实验材料可能会受到容器材料和形状的影响。但到了太空的无容器材料实验柜中,实验材料可以脱离容器,悬浮在空中。前阵子在中国空间站中的无容器材料实验柜中,就完成了锆金属熔化与凝固实验。

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无容器材料实验柜中的锆金属熔化与凝固实验丨央视新闻

微重力不仅让材料摆脱束缚,更是让那些在地面上并不显著的力变得更加奇妙。

液桥

如果说水球、水膜已经让你惊叹于水的表面张力可以如此之大,那第二课中的液桥更是让表面张力表现得更为惊人。

叶光富首先向王亚平手持的液桥板上挤出了两个水球,水球“粘”在表面像果冻一样轻轻晃动。随后王亚平将两个液桥板靠近,板上的水融为一体。王亚平再轻轻拉开两个液桥板,一座液桥出现在两板之中。

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液桥实验:像是有一座“水桥”连接了两块板丨央视新闻

在地面上,如果我们用两根手指沾一些水滴,合在一起后再慢慢拉开,也会出现一个液桥。但由于地面上的重力影响,我们很难拉出一个很长的桥。而在微重力的环境下,液桥可以更加稳定的存在。

液桥实验在实际科研当中也占据了非常重要的地位。天宫二号上就搭载了液桥热毛细对流实验箱,可以制作更大尺度的液桥,从而完成相关的科学实验。

冰墩墩的完美前进

除了这两个实验外,太空教师还向大家展示了太空微重力状态下的“水油分离”实验和“太空抛物实验”。“冬奥顶流”冰墩墩也是友情出演,完成了一次优雅的“太空漫步”。

王亚平轻轻推出冰墩墩后,冰墩墩缓缓向前,做了一次符合牛顿第一定律的前进:在没有任何外力的作用下,运动中的物体总保持匀速向前运动。

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冲鸭!冰墩墩丨央视新闻

不过空间站中还是存在着一定的气体阻力,因此王亚平也强调,冰墩墩是近似匀速前进。

而在“水油分离”实验中,叶光富化身“人工离心机”,转动水油混合的小瓶,使用旋转的方式,借助离心作用,使其中的水油在微重力的条件下也能再次分离。

在空间站中也配备了离心机,从而可以完成血样、尿样等医学样本的分离和制备工作。

其实,太空课堂中的每一个项目,都从最根本的角度展示了太空舱中的实际科学实验的原理。在轨科学试验正是神舟十三号航天员们肩负的重要任务之一。

太空课堂只展示太空奥秘的一角,而被课程吸引的孩子们,或许将会是下一个探索宇宙的人。

毕竟,太空探索,永无止境。

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