关键概念
物理学
水
表面张力
内聚力
引言
您是否曾经注意到头发浸没在水中时会自由漂浮，但当潮湿时被空气包围时会粘在一起？您也可以在动物的皮毛中看到这一点：当湿狗甩动身体时，它们的毛发会成束粘在一起。尝试这个活动，看看为什么湿头发比干头发蓬松度低得多！
背景
水也可以称为 H2O，因为仍然是水的最小量的水（称为水分子）由两个氢 (H) 原子和一个氧 (O) 原子组成。一旦 H2O 分子被破坏，您就不再拥有水。这个分子非常微小——平均一滴水（0.05 毫升）包含大约 1.5 千万亿或 1,500,000,000,000十亿个 H2O 分子！
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有时看起来水滴周围有一层薄膜将其固定在一起。这是表面张力的结果。H2O 分子相互吸引并喜欢紧密地结合在一起。这种行为称为内聚力。分子可以在彼此旁边移动，但它们保持连接。当一个 H2O 分子位于水滴中间时，它会感到被所有周围的 H2O 分子吸引。它在所有方向上受到均等的拉力，因此没有首选的移动方向。然而，对于位于水滴边缘的 H2O 分子来说，情况并非如此。该分子感到被水滴内部的分子吸引，但没有被外部的分子吸引。它感受到向内的吸引力，因此只向内移动，将水滴保持在一起。
如果您观察浸没在水中的头发和潮湿的、未浸没在水中的头发——或皮毛——您可以看到内聚力和表面张力的影响。在这个活动中，您将通过画笔看到这种效果。
材料
画笔（圆形画笔效果最佳；如果可以，选择不同粗细、刷毛类型的画笔等。）
装满水的碗或水槽
毛巾
准备
在可以弄湿的工作区域收集您的材料。
步骤
从干燥的画笔开始。观察它的刷毛束。它是什么形状？是蓬松的还是光滑的？您能轻易区分单根刷毛吗？
是什么将刷毛固定在一起？将一根刷毛拉到一侧有多容易？
稍后您将把画笔浸入水中。您是否期望刷毛束看起来不同？如果是，您认为这种情况会如何以及为什么发生？
浸没您的画笔并观察被水包围时的刷毛束。形状改变了吗？它看起来更蓬松还是更光滑？您能像以前一样轻易地区分单根刷毛吗？
您认为如果您尝试将一根刷毛拉到一侧，单根刷毛会如何反应？为什么？
将您的手放入水中，感受一下将一根刷毛拉到一侧有多容易。
这和预测的一样吗？如果您有一个解释，您想更改它吗？
您认为当您将刷毛束从水中取出时，它会是什么样子？
将您的画笔从水中取出并观察。刷毛束是什么形状？它是蓬松的还是光滑的？您能轻易区分单根刷毛吗？您认为它为什么在潮湿但不浸没时看起来是这样的？
尝试将一根刷毛拉到一侧。有多容易？
您只测试了一支画笔。也许不同的画笔会有所不同！用另一支画笔重复此活动。是否发生同样的事情？
额外：注意您自己的头发。当它仍然干燥时，它是如何移动的？当浸没在水中时，它是如何移动的？当您从浴缸中出来时，它是如何移动的？为什么会发生这种情况？
额外：观察动物潮湿时的皮毛。当潮湿并暴露在空气中时，它也会粘在一起吗？
额外：您能找到其他例子，其中物品的潮湿版本比干燥版本更容易粘在一起吗？您认为这也可以用表面张力来解释吗？
观察和结果
当刷毛束干燥或浸没在水中时，它可能有点蓬松。您可能可以很容易地看到单根刷毛并将一根刷毛拉到一侧。但是，一旦潮湿的刷毛束不再浸没，您可能就无法做到这一点。
当将刷毛从水中拉出时，水颗粒（H2O 分子）会粘在它们上面。这就是我们所说的“湿”。由于水是一种内聚性物质，因此其颗粒喜欢被其他颗粒包围，因此它们会捆绑在一起。由于这种行为，它们使单个潮湿的刷毛紧密地堆积在一起。外面的水颗粒感觉被拉向刷毛束内部的水颗粒。这被称为表面张力，它使得将一根刷毛拉开变得更加困难。
当浸没在水中时，刷毛也是湿的，但它周围的水颗粒可以自由地向各个方向移动。这使得刷毛可以向任何方向飘动。暴露在空气中的湿刷子会随着水颗粒蒸发而变干。干燥的刷毛也可以自由移动，因为它们浸没在空气中。人类的头发或动物的皮毛也会发生这种情况。
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