懸浮的油滴

熊志豪　李建

我們都知道，油和水是不相容的，油總是漂浮在水面上。有沒有辦法控制油滴在“水”中運動甚至懸浮呢？

當然可以！我們選用生活中常見的物品，一起來挑戰一下吧！

實驗材料：

小燒杯、食用油、膠頭滴管、顏料、清水、酒精，如圖1所示。

實驗步驟：

1.往食用油中加入少量顏料，攪拌均勻，便于后續觀察實驗現象，如圖2、圖3所示。

2.往小燒杯中先后倒入約150 mL酒精、100 mL清水，配制混合液體，再用膠頭滴管吸取一滴食用油，滴入混合液體中，如圖4、圖5所示。由于液體表面張力作用，食用油變成圓滾滾的油滴，沉入小燒杯底部，如圖6所示。

3.用另一支干凈的膠頭滴管將清水一滴一滴地緩慢滴入小燒杯中，如圖7所示。

4.當滴入小燒杯的清水恰好使油滴上浮時，停止滴入清水，如圖8所示。

5.若油滴又下沉，則再滴入少量清水微調；若油滴上浮，最終處于漂浮狀態，則滴入少量酒精微調。如此反復，經過多次嘗試，我們最終得到如圖9所示現象，油滴懸浮在水和酒精的混合液體中。

原理分析：

油滴先沉入小燒杯底部，而后能夠懸浮在水和酒精的混合液體之中，與物體的浮沉條件密切相關。當物體所受浮力大于重力時，物體上浮，最終在水面處于漂浮狀態；當物體所受浮力小于重力時，物體下沉，最終沉入容器底部；當物體所受浮力等于重力時，物體處于平衡狀態，能懸浮在液體中。

根據阿基米德原理，我們知道油滴所受浮力F浮=G排=ρ液gV油，而油滴所受重力G油=ρ油gV油。本實驗開始時，油滴沉入小燒杯底部，是因為此時油滴的密度大于水和酒精的混合液體的密度。我們向混合液體中加入清水或酒精，正是通過調節混合液體密度和油滴密度的關系來改變油滴的浮沉狀態。當油滴的密度恰好與混合液體的密度相等時，油滴處于懸浮狀態，這就是“油滴懸浮”的奧秘。

科技知識窗

從物體浮沉到鹽水選種

通過實驗，我們發現可以通過改變液體密度和物體密度的大小關系，進而改變浮力和重力的大小關系來改變物體的浮沉狀態。

在實際生產生活中，我們常常往水中加鹽或者調配不同密度的鹽水，來改變水原本的密度，讓水中的物體實現浮沉。鹽水選種就是一個典型的例子，它是我國古代勞動人民的智慧結晶，是一種巧妙的選種方法，沿用至今。

種子的飽和情況在很大程度上決定了來年莊稼的收成。人們為了更高效和準確地從所有種子中篩選出飽和的種子，便將種子浸泡在特定濃度的鹽水中。飽和的種子密度大，沉入鹽水底部；不飽和的種子密度小，漂浮在鹽水表面——飽和的種子與不飽和的種子就被快速分離出來了。

（欄目編輯? 陽丹彥）