歷時近百年的實驗,讓你知道你所看到的固體其實可能是液體

這個世界很多東西總是讓你充滿錯覺,就比如有些東西你以為它是固體,但其實它是液體。人類的感覺很多時候是不準確的,因此,需要用科學的實驗和數據進行驗證。就有科學家進行了一個實驗,這個實驗從1927年開始,並且現在還在繼續,歷時將近一百年,這個實驗就是著名的瀝青滴落實驗。

歷時近百年的實驗,讓你知道你所看到的固體其實可能是液體

帕奈爾教授和他的瀝青滴落實驗

做這個實驗的是澳大利亞昆士蘭大學的帕奈爾教授,這位教授在2013年去世,現在繼續這個實驗的已經算是第二代人了。那麼瀝青它為什麼會有這個性質呢?它到底是液體還是固體?接下來我們先了解一下什麼是瀝青,它的成分是什麼。

什麼是瀝青

瀝青在我們的生活中非常常見,它目前最廣泛的作用就是用於鋪路,瀝青由於延展性非常好,鋪出來的路耐久性好抗震,車輛行駛過程中舒適性高。

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瀝青實際上是一種有機物,是原油提取完分子量較小的烴類(如:汽油、石油)後留下來的殘渣,由於瀝青中的分子質量極高,很難燃燒,因此利用價值不高,一般用於鋪路。

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原油是由很多種有機物組成,成分非常複雜,但可以利用它們不同成分沸點的不同而將它們加熱分餾出來。一般含碳量越小,沸點越低,越容易蒸發。汽油一般為含有5~12個碳原子的烴類。柴油一般為10~22個碳原子組成的烴類。

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汽油中的辛烷結構

從原油中分離出汽油和柴油後,剩下的都是一些分質量較大的有機物,這個之後會再進行低壓催化裂化,將大分子結構分解成小分子。而最後剩下的就是瀝青了。

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瀝青的成分基本都是各種烴類以及它們的衍生化合物,因此沒有固定的熔點,常溫下,我們看見的好像是固態物體,實際上它是液態,只是它的粘度非常高。

粘度是衡量液體流動性的一個指標,不同的液體粘度不一樣,給我們最直觀的印象就是這種這種液體“稠不稠”,粘度產生的本質是原子之間發生相對運動的阻力。由於瀝青中的分子量大,碳鏈較長,分子之間相互交織,因此,分子的相對移動較為困難,於是表現為粘度極大。瀝青在常溫下的粘度可達到水的1000億倍,因此,它雖然是液體,但是極難流動。

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帕奈爾教授和他的瀝青滴落實驗

為了測試瀝青在室溫下的流動速率,帕奈爾教授在1927年開始了他的瀝青滴落實驗,他把瀝青裝入一個錐形漏斗中,下面放著一個燒杯接下滴落的瀝青。

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這個裝置中瀝青填充滿漏斗花費了三年時間,從切開漏斗再到第一滴瀝青的滴落花費了八年的時間,由於這個過程十分漫長,帕奈爾教授自己都沒有親眼目睹這一幕。在這之後陸續有爸滴瀝青滴落,每次基本上都要歷經八九年,成為了世界上時間最長的實驗。

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瀝青滴落時間

因為這個實驗,帕奈爾教授也榮獲“搞笑諾貝爾”物理學獎。目前這個實驗依然在進行中,這個設備擺放在昆士蘭大學內,按照這個滴落的速度,可能會繼續維持一百年左右。

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這個實驗,讓我們普通人知道了原來我們看見的固體並非一定就是固體,我們的感覺並不準確。人類對各種事物的認知也是不斷建立與推翻的過程。實際上我們身邊另一種常見的物質,甚至連科學家都無法解釋它到底是固體還是液體,它就是玻璃。這其中又是什麼原因呢?我將會在之後的文章中進行講解。

以上就是關於這個世界上最長的實驗,對此有興趣的朋友歡迎評論討論。


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