本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
你有没有被告知不要玩食物?也许被告知这不礼貌或者不尊重餐桌上的其他人?
我有一个秘密要坦白:有时我会玩食物。
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我忍不住!在我的一生中,在科学课上或其他场合,我学到了一些东西,它们一直伴随着我——我就是忍不住。下面概述了三个最严重的“罪魁祸首”。
酸奶张力裂隙
背景:作为一名构造地质学家,我花了很多时间盯着变形的岩石,试图弄清楚它们是如何变成那样的。随着时间的推移,巨大的构造力、断层的移动等等。现在看看下面的例子。你认为这些裂缝是如何在较深的砂岩中形成的,以便稍后可以用白色矿物填充?为什么它们会像那样成排排列?究竟是什么可能导致了这种特征的形成?
食物:一罐新鲜开封的酸奶(最好是原味且不含太多糖)。你刚刚剥开了容器的顶部,正盯着未受干扰的表面,就像新落的雪一样诱人。你可能很想直接挖进去开始吃,但我的构造地质学教授告诉我,这种未受干扰的酸奶不仅仅是一种零食:它是一个微型实验室。
玩食物:将你的拇指和食指放在酸奶容器的相对两侧,然后轻轻地向彼此挤压,你可以创造出你自己的张力裂隙带!它们可能没有砂岩中的那么漂亮,但它们肯定更容易制作。看看你的手指施加力的方向与裂缝张开的角度之间的角度——你可能会感到惊讶!
风天里的冰淇淋
背景:天气炎热,你很幸运能吃到冰淇淋甜筒。一切都很顺利。今天可能令人不舒服地炎热,但冰淇淋正在帮助你感觉凉爽一点。突然,开始起风了。多么美妙!风吹过你感觉比停滞的炎热天气好一点。但是等等,看起来你的冰淇淋现在融化的速度比你吃得还快!这是怎么回事?你感觉到有风更凉爽,那么为什么你的冰淇淋现在到处都是?
食物:由于这个例子是关于冰淇淋的,你可能会惊讶于食物本身不是冰淇淋。由于这涉及到让东西融化,使用冰淇淋的损失太大了。相反,这涉及到两个冰块。
玩食物:我通常在刮风的日子里这样做,方法是从我的玻璃杯中取出两个冰块,并将一个放在露天,另一个用玻璃杯或其他东西挡住风。对于下面的例子,我将两个大致相同大小的冰块放在配套的盘子上,并将它们放在客厅里。一个能够不受干扰地放置。另一个放置在约 4 英尺远的地方,在设置为最高档的风扇前面。对于不受干扰的冰块,它周围的空气开始冷却下来,在其与可能导致其融化的温暖空气之间形成屏障。但是风扇前的冰块没有这样的机会。让它暴露在恒定的室温空气流中,而没有给它机会冷却空气,这意味着冰块开始以明显快于其对应物的速度融化。请参阅下面 2 分钟和 6 分钟时的比较。
扭转测试椒盐脆饼干棒
背景:当工程师和材料科学家想要了解材料的特性时,他们会对其进行一系列测试。这些测试帮助工程师了解这些材料可以用于什么——在建筑物、车辆、电子产品等中。虽然这些测试通常在实验室中使用专用设备对钢、铝或铁件进行,但没有任何理由你不能测试其他材料——比如你的食物。
食物:我们家通常使用椒盐脆饼干条或较厚的椒盐脆饼干棒,但也可能适用于脆皮面包棒或任何其他长而脆的食物,你可以用手指将其扭转到断裂点。请注意,这需要一些练习。在多次尝试创建一张值得拍照的样品失败后,我请来了我的丈夫——他是一名受过训练的土木工程师——他会在吃掉每一根椒盐脆饼干之前强迫性地进行扭转测试。每一根都是如此。
玩食物
握住椒盐脆饼干的两端并扭转,尽量不要弯曲或拉扯椒盐脆饼干。椒盐脆饼干和其他脆性材料很容易在张力下断裂,所以如果你用力拉扯或弯曲它,椒盐脆饼干会以平坦的边缘裂开。如果你只是扭转长的椒盐脆饼干棒,椒盐脆饼干中的张力与椒盐脆饼干棒的方向成 45 度角。因此,裂缝会想要沿着螺旋线向下延伸到杆的长度。你可以从图片中看到,如果你扭转得恰到好处,裂缝会像螺旋一样围绕整个椒盐脆饼干旋转,然后才会断裂。
虽然我不建议你打断正式的晚餐来讲述你的冰块融化的速度,但我承认我也知道玩食物可以提供信息——而且,是的,很有趣。
图片
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:En_echelon1.jpg
所有其他图片均为我本人所有