太空实验油水分离原理
沉淀和分层消失
太空跟地球上最大的区别就是航天员可以飘起来,没有地心引力啊!
准确地说不是没有地心引力,应该叫失重。因为飞船是以非常高的速度绕地球旋转,就像滚筒洗衣机一样会产生离心力,离心力和地球的引力相互抵消了,航天员自然就飘起来了。
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在这样一种失重状态下就可以做很多的实验!
在地球上,物质受到重力的作用,它的某些本质规律很有可能就会被掩盖,在微重力的环境下,这些规律就有可能被发现。
比如说一杯浑浊的水,在地球上肯定会沉淀;再比如说,在一杯水里倒上油,油水肯定会分离。
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这些在地球上看起来稀松平常的事情,在太空里就完全不一样了,沉淀和分层消失了,沙子和水,油和水会彻底混合在一起。
这有什么意义呢?
我们可以做新的材料啊!
比方说我们把几种物质合成在一起做成新的材料,在太空里搅拌合成的话,就可以搅得更均匀,结合得更完美。
而且很多材料其实我们在地面上已经反反复复实验了成千上万遍了,基本上心里有数了,拿到太空去只是再进一步测试一下,看能不能激发出新的性能!
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我们现在在航空航天,包括军事领域的很多新材料其实都来自太空实验,对于老百姓的日常生活而言,这些新材料当然会推动汽车、高铁、飞机、船舶等等的发展进步。
鱼会肚皮朝上游?
在微重力的环境下,还有很多有意思的事情可以观察,比如在太空里水不好好流非要飘着;火也不好好着了,非要烧成一个球体,甚至还有蓝色的冷焰。
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再比如,国际空间站上有一个电磁悬浮实验装置,可以把金属悬空加温到2000多度,在地球上我们也能融化金属,但总归需要一个容器,在太空里就不需要了,金属融化以后仍然飘在那里。
再比如,为了研究量子力学,科学家可以在低温下束缚住一个原子,在地面上原子所受的重力虽然微乎其微,但仍然会让他快速脱离束缚,而在太空里原子就跑不了。连鱼带到太空之后,也已经是傻傻分不清,自己是肚皮朝上游还是肚皮朝下游了。
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甚至在微重力环境之下,很多疾病也会发生变化,比如阿尔茨海默病、帕金森病、癌症等等,可以研发新的治疗方法和药物。
望向深远的宇宙
失重的环境还只是最简单的例子,在太空还会产生浮力对流和压力梯度等方面的极大减小,这个听起来就有点复杂了,我们再说一个我们普通人比较容易理解的:更加专业的天文观测。
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首先,站得高看得远,这个不用说了,基本上每3天就可以把地球看一圈,真要有什么灾害或者突发事件,不是不是可以提前预警啊?
再有,因为在地球上有大气层,宇宙中的伽马射线、X射线、紫外线、红外线和超长波等会被大气层吸收,你在地面上观测这些数据的话就会收到干扰,在太空中就一清二楚了。
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再来,在太空开展船舶流体力学的研究,可以帮助我们降低船舶的阻力、减振降噪,改善船舶舒适性,这些在地球上可都是卡脖子难题。
生活中的吃穿用
再联系到更加具体的日常生活,吃穿住行用都会受益,比如说奥运会运动员身上的高科技比赛服、运动鞋,医院里的核磁共振、胎心监测仪,还有大家最熟悉的方便面里的脱水蔬菜包等等。
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说到蔬菜,截至目前,我国共开展了30余次植物种子、菌种、试管苗的搭载升空,培育出近千个航天育种新品系。
我们以前是带回太空种子,现在是可以在太空里直接栽种收获了,一定会有更多新品种。
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在太空里做实验好处太多了,想来吗?咱们中国空间站的大门是打开的,但是想来也是需要申请的,有的国家不符合条件,我们就是不批。
现在有17个国家的23个机构入选,入选的项目包括空间天文学、微重力流体物理与燃烧、应用新技术、地球科学等等。
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