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[其他相关] 什么?蜂蜜竟然比你还“卷”?!

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发表于 2022-9-21 13:08 | 显示全部楼层 |阅读模式

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当谈到蜂蜜的时候,你首先想到的是什么呢?蜂蜜柚子茶or蜂蜜芥末口味炸鸡?

今天力力就来带你见识蜂蜜“内卷”的一面,当我们用勺子舀出一勺蜂蜜,停在面包上方几厘米的地方,然后将勺子倾斜,让蜂蜜缓慢下落,形成一股向下流动的细流,并落到面包片上。小伙伴们有没有观察到这样一个现象,落下的蜂蜜没有马上铺散开,而是堆积成一个螺旋状的结构,类似一堆盘绕的绳索。
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在上世纪50年代末,乔治·巴恩斯和理查德·伍德科克发现这个现象后,用论文的形式描述了这个现象,并将其命名为“卷绳效应(LiquidRope-Coil Effect)”。
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科学家吃个面包配蜂蜜都能发现科学问题,而我只会想着要不要再来一片,难道这就是我和科学家之间的差距吗?

那么为什么会出现“卷绳效应”呢?这个效应主要是由于流体所受的重力,摩擦力和惯性力的相对大小,导致了下落的液体产生不同的盘绕形态。既然与三个力的相对大小有关,那么不同的下落高度表现出来的效果就不同,也就是盘绕形态的不同。

为了探究高度这一因素对于盘绕形态的影响,聪明绝顶的科学家用硅油开始了实验。有的小伙伴可能会疑惑,为什么选择硅油做实验呢?那是因为硅油比蜂蜜的粘度变化范围更宽。粘度是内部摩擦力抵抗流动变形的能力,粘度越大,流体自由流动就越困难。

通过实验发现,根据重力,摩擦力和惯性力三种力的相对大小,下落的粘性流体会出现4种不同的盘绕形态,分别为:粘性模式、重力模式、钟摆模式、惯性模式。

01、粘性模式
当下落高度较低时(4-8mm),粘滞力要远远大于重力和惯性力,以至于重力和惯性力都可以忽略不计,这时候的“液绳”就像我们平时挤出的洗发水一样,几乎没有缠绕现象发生。
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02、重力模式
当高度升至1.5-7cm时,重力开始成为影响因素。这时我们可以将“液绳”分为上方较长的尾部,以及下方较短的盘卷两部分。在尾部,重力与抵抗拉伸的粘滞力相平衡,尾部受力平衡,使得长尾部分看起来好像一条被底部螺旋部分斜拉着的锁链;而在盘卷部分,重力则与抵抗弯曲的粘滞力相平衡。
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03、钟摆模式
当高度在7-12cm时,“液绳”的尾部就开启了来回晃动的钟摆模式。
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04、惯性模式
当高度大于15cm时,“液绳”的尾部与盘绕部分几乎垂直,蜂蜜会层层堆叠。这时候,在螺旋结构的内部,惯性力已经完全平衡掉了抵抗弯曲的粘滞力,重力只扮演次要角色。

卷绳效应在我们的日常生活中还存在于哪里呢?其实,我们吃的冰淇淋有可能就是利用卷绳效应制作的。以前的力力总以为给我接冰淇淋的小姐姐把甜筒晃了一圈,才晃出螺旋形,现在才知道她晃不晃也是那样。
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通过力力的分析,小伙伴们应该很容易理解为什么水的卷绳效应不明显了吧。我们都知道,水是一种粘稠度很小的流体,这就意味着水分子之间的吸引力不大,因而在水下落的过程中,水分子铺开的过程非常迅速,蜂蜜分子则相反,因而形成了动态平衡的圆柱形结构。

参考文献:
1、https://baike.baidu.com/item/%E5 ... 8%E5%BA%94/13466773
2、https://mp.weixin.qq.com/s/L_6vuzpBYIY369IPd2ngQg
3、https://mp.weixin.qq.com/s/CWyqfLZ6yYsYdA5KTx_D3A
4、https://www.bilibili.com/video/B ... mp;unique_k=FHTVkX0
5、https://mp.weixin.qq.com/s/hkEHvvDkR5TdrNYmg7et9w
6、https://mp.weixin.qq.com/s/MFadM9t2HChOUwyxbBJUNQ
7、https://www.zhihu.com/question/323204820/answer/694287448

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