太空教室里的魔法课( 二 ) 云英实验学校的同学们观看“

实验揭秘
温热的“冰球”
现象与回顾
这一幕仿佛发生在“魔法世界”：透明的液球飘在半空中，王亚平用一根小棍点在液球上，球体瞬间开始“结冰” ，几秒钟就变成通体雪白的“冰球” 。王亚平说，这枚“冰球”摸上去是温热的。
解读与延伸
“太空‘冰雪’实验实际上是过饱和乙酸钠溶液形核、结晶的过程，过程当中会释放热量。 ”中国科学院空间应用工程与技术中心研究员张璐介绍，过饱和溶液结晶通常需要外界“扰动” ，而这个实验的“玄机”就在于小棍上沾有晶体粉末，为过饱和乙酸钠溶液提供了凝结核，进而析出三水合乙酸钠晶体。
在地面上进行结晶实验时，晶体的样子可能因容器形状不同有很大差异。而在微重力环境中，晶体并不受容器的限制，可以悬浮在半空“自由生长” ，这与中国空间站里的无容器材料实验柜相呼应。
“拉不断”的液桥
现象与回顾
叶光富将水分别挤在两块液桥板上，液桥板合拢，两个水球“碗底”挨“碗底”；液桥板分开，一座中间细、两头粗的“桥”将两块板相连；王亚平再将液桥板拉远，液桥变得更细、更长，仍然没有断开。
解读与延伸
张璐介绍，微重力环境与液体表面张力是液桥得以成形的主要原因。日常生活中的液桥不易被察觉，比如洗手时两个指尖偶然形成几毫米液柱，再拉远一点就会受重力作用坍塌。而在空间站里，航天员轻松演示出比地面大数百倍的液桥，这在地面上是不可能看到的景象。
中国科学院力学研究所研究员康琦介绍，空间站可以最大限度摆脱地面重力影响，为包括液桥实验在内的流体力学研究创造了良好的条件。
“分不开”的水和油
现象与回顾
王亚平用力摇晃一个装有水和油的瓶子，让水油充分混合，瓶中一片黄色。时间一分一秒过去，瓶中没有发生任何变化，油滴仍然均匀分布在水中。叶光富前来助力，抓着系在瓶上的细绳甩动瓶子。数圈后，水油明显分离，油在上层，水在下层。
解读与延伸
“我们都知道地面上油比水轻，平时喝汤的时候看到油花都习以为常。 ”中国科学院物理研究所研究员梁文杰说，然而在空间站中，情况却大不一样，水和油之所以“难舍难分”、长时间保持混合态，是由于在微重力环境下密度分层消失了，也就是浮力消失了。
科研人员可以借助微重力环境特性开展研究，例如利用密度分层消失，在微重力环境下向熔融合金中注入气体，可以得到航空航天、能源和环保领域的重要材料——泡沫金属。
翻跟头的“冰墩墩”
现象与回顾
北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”压轴登场，迎来太空之旅的“高光时刻” 。王亚平水平向前抛出“冰墩墩”摆件， “墩墩”姿态格外轻盈，接连几个“空翻”画出了一条漂亮的直线，稳稳站在了叶光富手中。
解读与延伸
太空抛物实验展示了牛顿第一定律所描述的现象。在空间站中， “冰墩墩”摆件被抛出后几乎不受外力影响，保持近似匀速直线运动。
我们为什么要开展在轨科学实验？张璐介绍，目前正在进行的实验项目，一是要揭示微重力环境下的特殊现象，属于从科学角度认识世界；二是通过在轨实验助力地面科学研究，改进工艺水平；三是舱外有高真空环境、辐照、亚磁场等，这些特殊环境因素对生物体、材料、元器件等影响也是我们要研究的内容；四是进一步探索未知领域，包括暗物质探测、行星起源探索等。
（据新华社电）
名师点拨
广铁一中外国语学校物理老师王巨
可尝试制作“过冷水”
水被倒出时瞬间结冰
在太空“冰雪”实验中，王亚平老师从袋子里面挤出的过饱和乙酸钠溶液在太空中失重的环境下呈现出一个晶莹剔透的液珠。当王亚平老师用沾有结晶核的毛杆触碰液珠时候，我们可以观察到液珠凝固结成冰晶，这是初中物理物态变化中的凝固现象。在实验过程中，王亚平老师摸了一下“冰球” ， “冰球”居然是热的， “冰球”为什么变成了“热球”呢？原来，在凝固过程中，是需要放出热量的，这是初中物理中一个重要的知识点。在我们的生活中，这个小实验我们也可以动手做，你将会看到液体凝固成固体的奇妙瞬间。我们选取干净的瓶子装上蒸馏水，便利店买的蒸馏水也可以直接使用，将水放在冰箱冷冻室冰3~4个小时，其间不要晃动水，我们会得到没结冰的“过冷水” ，然后把水瓶缓慢取出，将水慢慢倒出就会看到水瞬间结冰的现象，特别好看且奇妙。如果失败了也不要灰心，水解冻后是可以重复试验的，多尝试几次或一次冰冻多瓶，就能得到没结冰的“过冷水” ，然后看到奇妙有趣的凝固现象。