魔力科学小实验，你发现没，水气球扎个洞流出来的水是静止的？

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经常炒菜的朋友应该都有这样的体验：用油壶往锅里倒油时，油嘴出来的油就像是一根浅黄色的玻璃柱子，绵柔，细腻，要不是锅底的出卖，还真像根透明的玻璃柱。

这感觉像极了某句广告：某某巧克力，纵享丝滑……

与之相似的还有一个场景：装满水的气球，设法在其表面戳个小洞，喷出来的水柱像极了一根冰棍静止在空中。为什么会这样呢？水流不应该是流动的吗？

今天的实验也许能为你揭晓答案。

实验目的

认知层流与紊流是流体的两种流动状态。

实验所需材料

玻璃碗、气球、胶带、工字钉

实验操作步骤

1.借助水龙头将气球灌水至篮球般大小。

2.将灌水后的气球放进碗中，使其固定下来。

3.将胶带贴在气球表面，中间留一小块不要贴。

4.把气球移至开阔地带，并用工字钉刺破胶带中间的小方块。

现象及原理分析

通过上面的实验我们发现：扎个小洞后的水气球瞬间喷出了水柱，在靠近气球表面一端的水柱如同静止一般，只有在靠近末端的水流才可见明显的流动。

若不是用玻璃棒对水柱加以扰动，还真的很难分辨出这水是不是在流动。

像冰棍一样的水流

为什么会出现这种神奇的现象呢？原来，这是液体的层流现象。液体质点做有条不紊的运动、互不混合的流动形态称之为层流。层流是流体的一种流动状态，多见于流速较小时。靠近气球表面的水柱流速较小，流体沿着水流的平行方向做平滑直线运动，故水柱出现层流状态，一眼看过去给人一种水柱静止的假象。

再唠5毛钱的科普

与层流相对应的是紊流，层流与紊流是由于液体存在粘滞性而具有的两种流动状态。

何为层流与紊流？

层流是流体分子间彼此平行的分层流动，互不干扰与混杂，流体分子以非常精确的方式按照前一个分子的轨迹运动。

紊流是各流体分子间相互混合掺杂，不仅有沿着主流方向的运动，还有垂直于主流方向的运动。

当流体的流速很小时，流体分层流动，各流体分子呈你追我赶之势，此时为层流；当流速逐渐增大时，流体的流线出现波浪式的摆动，摆动频率及振幅随着流速增加而增加，此时称为过渡流；当流速增加到很大时，流线不再清晰可辨，流场中出现很多小漩涡，此时的流动状态称为紊流，也称湍流。

如何区分流动状态？

用雷诺数来判别。

雷诺数是流体力学中表征粘性影响的相似准则数，为纪念雷诺而命名，记为Re。雷诺数物理上表示惯性力和粘性力量级的比。

根据雷诺实验，流体的流速在管中心处最大，其近壁处最小。管内流体的平均流速与最大流速之比等于0.5。当雷诺数Re<2320时，流体的流动状态为层流；当雷诺数Re>4000时，流体的流动状态为紊流；当雷诺数Re=2300-4000时，流体的流动状态为过渡状态。

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有哪些常见的层流现象？

除了实验中气球喷出的水流之外，还有毛细管或多孔介质中的流动、轴承润滑膜中的流动、微小颗粒在粘性流体中运动时引起的流动、液体或气体流经物体表面附近形成的边界层中的流动等。

我们常听到的层流手术室是咋回事？

手术室对于环境的要求往往高于其他地方，因此常采用层流技术来净化空气。层流净化是采用空气洁净技术对微生物污染采取不同的控制，使控制空间内的空气洁净度达到各类手术要求。这样的手术空间环境就称为层流净化手术室。

简单来讲就是，经过层流净化后的空气更干净，更适合手术对环境的要求。

脑洞时间

现在你能解释油壶倒出的油呈“静止”状态的原因了吗？欢迎留言区探讨，咱们下期见！

实验注意事项

本次实验需谨防气球炸裂以及工字钉伤手，儿童请在成人监护下操作实验，并确保安全。

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