乌鸦真的能喝到水吗

毛奕涵

《乌鸦喝水》的故事，我们中小学生都非常熟悉。因此，很多人都会以为，如果小口瓶中有水，只要乌鸦向小口瓶中投放石子，就能喝到水。事实果真如此吗？

研究过程

我使用小口玻璃瓶作为盛水的器皿，用玻璃球、彩色石子及细沙模拟乌鸦放入水中的填料，通过改变水的量和调料的种类，来验证乌鸦喝到水的可能性。

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首先，我往瓶中加入100毫升水，测得水位高度是4厘米。接着，我向玻璃瓶中加入玻璃球和彩色石子，此时水位上升了5.5厘米，总高度约为9.5厘米，可是仍然没有到达瓶口（如上图）。在这种情况下，乌鸦是喝不到水的。

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在第二次實验中，我仍然在玻璃瓶中加入100毫升水，但将填料换成细沙。实验结果表明，水还是无法上升到瓶口，即使乌鸦有能力搬得来这么多沙子，它仍然喝不到水（如下图）。

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在第三次实验中，我向玻璃瓶中加入150毫升水，测得水位高度为6厘米。接着，我加入玻璃球和彩色石子。没等石子盖过水面，水已经到瓶口了（见下图），水位上升了9厘米，乌鸦终于可以喝到水了。

研究结论

通过上述3次实验，我发现只有玻璃瓶中的水达到足够的高度，乌鸦才能喝到水。就本次实验来说，当水位达到6厘米以上时，只要加入足够的石子，乌鸦就可以喝到水。

理论探究

在前两次实验中，我向瓶中加入了足够多的填料，为什么乌鸦还是喝不到水呢？原来，填入的石子或沙子之间存在空隙，当石子之间的空隙足够容纳瓶中的水时，再加入石子，瓶中的水也不会再上升了，这就是乌鸦喝不到水的原因。

为了让瓶中的水面升得更高，必须想办法减小石子之间的间隙，这涉及最密堆积的问题。所谓最密堆积，是原子的一种排列方式，也是晶体结构中的一种点阵型式。在最密堆积中，许多等径球并置在一起，其空间利用率达到最大。如果石子之间空隙足够小，水是可以升得更高的。

其实，抛开乌鸦能喝到水的目标，而把“水面上升”作为唯一的目标，我们可以想到更加有效的办法，那就是寻找密度大于水且不溶于水的液体来实现这一目标，因为这种液体中容纳水的空隙是可以忽略不计的，例如硝基苯和水银等。