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2.10 油膜的厚度

英国物理学家波易斯在《肥皂泡》一书中这样写道:

我曾在水池里做过这样一个实验:在水面上,我倒上了一小勺橄榄油,想看看会发生什么。我发现橄榄油很快就扩散成很大的圆斑,直径竟然有20~30米,这可是我勺子中油滴直径的一千多倍,所以可以算出水面的油层的厚度大约为0.000002毫米,是勺子中油滴厚度的百万分之一。

这种现象也会发生在排放废水的工厂周围的河面上。在排水管周围不远的地方,经常会有一些颜色鲜艳、闪闪发光的东西,那就是工厂废水中的油性物质。比如一般会排放出的机油,这些物质由于比水轻而漂浮在水面上,逐渐变成薄薄的油膜扩散到四周,就和英国物理学家波易斯所说的一样。但是他又是怎么算出水面上油膜的厚度的呢?

当然,我们肯定不可能用尺子去量它的厚度,看到书中写的厚度想必你用尺子也量不出来。那么我们取来20克机油,将它们倒入水中,当它们扩散开来后,测量圆斑的直径,也就知道了圆斑的面积,那么利用间接的方法就可以知道厚度了。我们可以先求出油滴的体积,质量很容易得到,那么厚度的算法就太容易了。让我们看下面这道题:

[ ]在水面上滴1克煤油,如果形成的圆斑直径为30厘米,每立方厘米的煤油质量为0.8克,那么煤油在水面上的油膜厚度是多少呢?

[ ]首先,煤油体积也就是煤油油膜的体积,两者是相等的。根据已知的条件,每立方厘米的煤油质量为0.8克,那1克煤油的体积就是 =1.25立方厘米,也就是1 250立方毫米一,个直径300毫米的圆的面积算出来为70000平方毫米。煤油油膜的厚度用体积除以面积就可以知道了:

≈0.018(毫米)

也就是说,油膜厚度大约是1毫米的 ,这样的厚度用普通的仪器是很难测量的。生活中的肥皂泡还可以扩散得更薄,可以小于0.0001毫米。 FKbhr3kB5JPypko5hHcaSpS8+EJZWT1pKeGP1pHiRIQ3IH9XpwyF639oVzYvdME/

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