物质的性质可能和我们想的不太一样,为了给学生们更直观的证明这一事实,澳大利亚昆士兰大学的物理学教授托马斯·帕内尔设计了一个实验——沥青滴落实验
自1930年开始运行,沥青滴落实验成为历史上运行时间最长的实验室实验。甚至到现在人们都没有观察到沥青滴落。
关于沥青滴落实验
这个实验并没有什么神秘之处,只是它持续的时间很长,作为一种科学精神,才被人们所津津乐道。
沥青是类似于硬焦油的碳氢化合物,柏油路其实就是沥青和混凝土铺成的。沥青可以是自然形成,比如彼奇湖,湖里没有水,全部是天然沥青。
而你在公路上看到的那些沥青是人工产物,是从植物、石油和煤焦油中提取出来的。
图为:常温下的沥青
上面这张图片是常温常压下的沥青,如果不告诉你这是沥青,你能想象这样一个“晶体状”物质是液态的吗。
沥青是地球上最粘稠的液体之一,正常情况下表象都是固态的,在室温下甚至很容易用锤子打碎。
帕内尔教授知道它的外观是骗人的,他想让学生们知道“物质的性质并不像看上去那样简单”,于是创建了这个实验来测量沥青样品的流量和粘度。
帕内尔首先加热了一大块沥青,然后把它放进一个密封的漏斗里,耐心地等待沥青冷却下来。
三年后,在1930年,教授认为物质已经完全冷却和沉淀了,于是他切断了漏斗的底部。
之后,这块沥青就开始以极其缓慢的速度滴落,成为世界上持续时间最长的实验,打破吉尼斯世界纪录,获得搞笑诺贝尔奖。
在这里要说明的是,搞笑诺贝尔奖并不是讽刺意味的奖项,而是尊重那些科学家的想象力,在这一点上沥青滴落实验绝对值得这样的认可。
沥青的滴落时间
据计算,沥青的粘性大约是水的2300亿倍。所以它这一滴滴落的时间也不是一般的久,足足熬死了两个教授,至今还没有结束,最少还能持续一个世纪。
实验创始人帕内尔教授只经历了两次滴落,第一次滴落是在1938年,也就是说八年才完成第一滴。第二次是在9年后的1947年(帕内尔死于1948年)。
之后,昆士兰大学数学和物理学院名誉教授约翰·梅因斯通接过了实验,并继续指导进行。在实验条件不变的情况下,梅因斯通在2013年去世之前,又记录了6次滴漏。
沥青滴落的时间只会经历零点几秒,可以说是转瞬即逝,所以这两位教授都没有亲眼见证滴落的时刻。
图为:沥青滴落记录表
沥青滴落时间的估算误差非常大,所以在2000年第八次滴落前,人们设置了一个网络摄像头来协助监控,但不幸的是,由于技术问题,还是错过了第八次滴落。
沥青实验的故事还在继续
梅因斯通去世后,托管权转交给了安德鲁o白(Andrew White)教授,他成为沥青滴落实验的第三个托管人。
有趣的是,即使人们做好准备迎接沥青滴落,但是终究还是会错过。
2014年4月24日(梅因斯通去世一年后),出现了第九次滴落。具有讽刺意味的是,实验设备竟然坏了,还是没能见证。
图为:沥青滴落时间表
从上面的这个滴落经历的时间表中可以看出,沥青滴落一般是八九年一次,但是后面滴落时间变得越来越长了。
因为随着流体流失,沥青底部压力变小了,这让滴落时间变得越来越长。但是沥青滴落的变量远不止流体压力一项,还有温度的变化也至关重要,当一个实验要持续百年的时候,它的实验条件将变得不可控,
所以,人们根本没法预测下一次滴落会在什么时间。现在第10个水滴已经形成,预计将在13年后滴下,这个误差是以年计算。
最后
虽然两位博士都没有见证到这个实验“成果”,这个实验从运行到现在,也没有真正记录到滴落的时刻。
不过来日方长,这块沥青才现在只消耗了一半左右,也就是说它最少还能持续100年。
另外,还有一个大学正在进行类似的实验,比较幸运的是,他们已经用视频记录下沥青滴落的时刻。
这就是柏林圣三一大学,他们在1944年7月11日开始了类似实验,在2013年7月11日视频记录下沥青滴落,正好经历69年。
其实,如果只是想证明流体的性质的话,那么用蜂蜜会更加合适。但是沥青滴落实验早就已经超越了实验本身想要证明的事实,这是一种科学精神,一种科学信仰。
2005年,搞笑诺贝尔奖对梅斯通和已故的托马斯·帕内尔授予物理学奖,这也算对沥青滴落实验的认可吧。
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