油瓶子里的學問

油是居家生活必不可少的物件。不過油瓶子也給家庭主婦們帶來不少麻煩——容易弄得到處是油污，油瓶外面、油瓶底下以及放過油瓶的地方，都需要沒完沒了地擦抹。要不然，油污上面再落滿灰塵，油的粘性又大，時間久了油還會氧化，變稠變硬，就更難擦拭干凈了。仔細觀察會發現：無論往鍋里還是往什么別的容器里倒油的時候，油并不是從瓶口直接流向鍋里或別的容器，而是要貼著油瓶口的外側走一小段。這一小段哪怕只有一毫米，也會有油浸潤到油瓶的外壁。

這種現象幾乎讓每一位家庭主婦頭疼，雖然從瓶子往外倒飲料、酒等液體時，也會發生這種現象，但是這些液體與油不同，它們過一會就蒸發了。油卻不同，當油瓶直立的時候，油瓶外壁上附著的這一點油就沿著油瓶外壁流向油瓶的底部，再加上油對固體表面的濡濕能力很強，所以就使油污擴散得到處都是。現在我們來仔細討論，為什么“油要貼著瓶口的外側走一段”。一般粘性不太大的流體；當所受的外力場是無旋的(也稱為有勢力場)或者是流動的速度不太大時，都可以近似看作是無旋流動。從瓶子里往外倒液體時，液體僅受重力作用，而重力顯然是無旋的，而且從瓶子往外倒油，速度也不可能太大。所以這時候油的運動可以近似地看作是無旋流動。什么是無旋流動呢，簡單地說，歙是流體流動時，每一個微團只做平動而不旋轉。對于均勻的平行流動，無旋很好理解。對于速度不均勻，而且流體微團不是直線運動的流動，要實現無旋，就需要多說幾句。

要想在流動過程中無旋，也就是每一個微團的方向不變，必須使靠近中心的流體微團速度要快。研究表明，只有流體微團的速度和它到圓心的距離成反比時，才能保證流動是無旋的。倒油時，油到了瓶口在重力作用下拐了彎。由伯努利定律可知道，流體的內層速度大，壓強小：而外層速度小而壓強大。于是從瓶子中流出的油因為這個壓力差，自然而然地流向壓強小的一面。這就是從瓶子倒出的油為什么要貼著油瓶口的外側走一小段的原因。有人解釋這個現象的原因是由于表面張力的作用，其實表面張力并不是主要原因。

歐陽修有一篇《賣油翁》的短文，原文是：陳康肅公堯咨善射，當世無雙，公亦以此自矜。嘗射于家圃，有賣油翁釋擔而立，睨之，久而不去。見其發矢十中八九，但微頷之。

康肅問曰：“汝亦知射乎?吾射不亦精乎?”翁曰：“無他，但手熟爾。”康肅忿然曰：“爾安敢輕吾射!”翁曰：“以我酌油知之。”乃取一葫蘆置于地，以錢覆其口，徐以杓酌油瀝之，自錢孔入，而錢不濕。因曰：“我亦無他，惟手熟爾。”康肅笑而遣之。文章說這位賣油翁倒油時“取一葫蘆置于地，以錢覆其口，徐以杓酌油瀝之，自錢孔入，而錢不濕”，這里油不是從瓶子里往外倒，而是用杓，要油不外流就更難，不經過特別訓練一般是做不到的。像賣油翁那樣能準確掌握油柱的準頭雖然難做到，但希望油瓶外貼邊流的油盡量減少，卻是能夠想辦法做到的。從流體力學的知識來分析，既然無旋的渦旋流動的速度與到圓心的距離成反比，則從油瓶出來的油，在離開瓶嘴時，曲率愈小，即流線在出口處愈接近直線而彎曲很小，這時流體柱兩側的壓差愈小，也即貼油瓶外壁的流動愈不容易。因而在倒油時，讓油出口時有一個較大的初速度，則出口的油拐彎幅度就會小，也就不容易貼著瓶子外壁流。反之，如果油在瓶口的出口速度小，壓差也就大，油就愈是容易貼著瓶子外壁流。這就是人們說的，在倒油時，愈是猶猶豫豫、慢慢騰騰，就愈容易倒在外邊。賣油翁倒油，除了準頭外，最重要的就是練習掌握倒油的速度，要拿捏得恰到好處。

又比如說，人們在日常生活中倒茶的時候，把茶壺做一個壺嘴，使茶在達到壺嘴前，先有一段加速，而且茶壺口的截面積又相對收縮，這樣壺嘴出口處茶的流速就會相當高，使水柱形成一道彎曲很小的曲線，根據我們前面的分析，茶就不容易貼著壺嘴“滴答”到杯子外邊了。實際上，有許多家庭，在廚房里已經仿照茶壺的辦法，改用油壺而不用油瓶了。

從以上的討論可見，生活中其實處處都是科學，如果你能懂一點點流體力學方面的知識，即便是倒油這樣的小事情，也會做得比別人漂亮。