引子:
在Dr. Who[1]的生活中,肥皂已經(jīng)越來越少地出現(xiàn)了。取而代之的是洗手液、洗面奶、洗發(fā)水、護(hù)發(fā)素、沐浴露……各種瓶瓶罐罐。而這些清潔用品,不管是倒出來、擠出來,還是壓出來,都有一個(gè)共同的特征,那就是:打圈圈。
問:
為什么倒沐浴露之類的黏稠液體時(shí),原本垂直下落的“液體柱”會(huì)出現(xiàn)“旋轉(zhuǎn)堆積”的現(xiàn)象?(科學(xué)松鼠會(huì)論壇 烏子虛[2])
“Ziplb”的熱鬧答案
其實(shí)這是一種低雷諾數(shù)流動(dòng)的典型現(xiàn)象,雷諾數(shù)即流體慣性力與黏性力之比,雷諾數(shù)越小,流體中黏性力的作用也就越大。在倒洗發(fā)水等高黏性的流體時(shí),由于黏性力的作用,每部分流體微團(tuán)都會(huì)受到相鄰流體微團(tuán)的“拉扯”與“牽制”作用,在靠近地面堆積時(shí),自然也會(huì)受到已堆積流體的“拉扯”作用,而慣性力無法抵消這種黏性力的作用,“拉扯”的合力形成了“旋轉(zhuǎn)堆積”的現(xiàn)象。這樣就容易理解,倒水的時(shí)候不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象了,因?yàn)榇藭r(shí)為高雷諾數(shù)流動(dòng),流體慣性力的作用大于黏性力的作用,足夠抵消已到達(dá)地面流體的“拉扯”,故流體流下時(shí)沿慣性力的方向垂直下落。
用水、米湯、菜油、洗發(fā)水、牙膏、瀝青依次倒來看看,你會(huì)看到“旋轉(zhuǎn)堆積”從無到有的漸變。當(dāng)然,前提是征求了你老媽的同意。
[1] Dr. Who是D r.Yo u欄目搜集來的問題發(fā)問者
[2] 書中出現(xiàn)的此類人名皆為科學(xué)松鼠會(huì)成員或熱心讀者的網(wǎng)絡(luò)ID。