悬浮的油滴

◎重庆市育才中学校 熊志豪 李建

我们都知道，油和水是不相容的，油总是漂浮在水面上。有没有办法控制油滴在“水”中运动甚至悬浮呢？

当然可以！我们选用生活中常见的物品，一起来挑战一下吧！

实验材料：

小烧杯、食用油、胶头滴管、颜料、清水、酒精，如图1所示。

图1

实验步骤：

1.往食用油中加入少量颜料，搅拌均匀，便于后续观察实验现象，如图2、图3所示。

图2

图3

2.往小烧杯中先后倒入约150 mL酒精、100 mL清水，配制混合液体，再用胶头滴管吸取一滴食用油，滴入混合液体中，如图4、图5所示。由于液体表面张力作用，食用油变成圆滚滚的油滴，沉入小烧杯底部，如图6所示。

图4

图5

图6

3.用另一支干净的胶头滴管将清水一滴一滴地缓慢滴入小烧杯中，如图7所示。

图7

4.当滴入小烧杯的清水恰好使油滴上浮时，停止滴入清水，如图8所示。

图8

5.若油滴又下沉，则再滴入少量清水微调；若油滴上浮，最终处于漂浮状态，则滴入少量酒精微调。如此反复，经过多次尝试，我们最终得到如图9所示现象，油滴悬浮在水和酒精的混合液体中。

图9

原理分析：

油滴先沉入小烧杯底部，而后能够悬浮在水和酒精的混合液体之中，与物体的浮沉条件密切相关。当物体所受浮力大于重力时，物体上浮，最终在水面处于漂浮状态；当物体所受浮力小于重力时，物体下沉，最终沉入容器底部；当物体所受浮力等于重力时，物体处于平衡状态，能悬浮在液体中。

根据阿基米德原理，我们知道油滴所受浮力F浮=G排=ρ液gV油，而油滴所受重力G油=ρ油gV油。本实验开始时，油滴沉入小烧杯底部，是因为此时油滴的密度大于水和酒精的混合液体的密度。我们向混合液体中加入清水或酒精，正是通过调节混合液体密度和油滴密度的关系来改变油滴的浮沉状态。当油滴的密度恰好与混合液体的密度相等时，油滴处于悬浮状态，这就是“油滴悬浮”的奥秘。

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科技知识窗

从物体浮沉到盐水选种

通过实验，我们发现可以通过改变液体密度和物体密度的大小关系，进而改变浮力和重力的大小关系来改变物体的浮沉状态。

在实际生产生活中，我们常常往水中加盐或者调配不同密度的盐水，来改变水原本的密度，让水中的物体实现浮沉。盐水选种就是一个典型的例子，它是我国古代劳动人民的智慧结晶，是一种巧妙的选种方法，沿用至今。

种子的饱和情况在很大程度上决定了来年庄稼的收成。人们为了更高效和准确地从所有种子中筛选出饱和的种子，便将种子浸泡在特定浓度的盐水中。饱和的种子密度大，沉入盐水底部；不饱和的种子密度小，漂浮在盐水表面——饱和的种子与不饱和的种子就被快速分离出来了。