天宫课堂为什么要做水搭桥

天宫课堂的水搭桥实验是为了体现几个科学原理:

1. 流体的表面张力。水分子之间有较强的互相吸引力,在液体表面形成一个皮膜,这是表面张力的表现。水搭桥利用了水的表面张力,将两容器中的水跨隔开的空间连接起来。

2. 毛细管作用。两个容器之间只有一个很细的管道相连,这条管道的半径小于水的凝固半径,水会自发地在管道中升高或降低,这就是毛细管作用。水搭桥也利用了这个原理,将两端的水连接起来。

3. 具有相同形状的液面。由于表面张力的作用,与空气接触的液体表面会采取一个能使表面积最小的形状,比如圆形。水搭桥两个容器中水的液面也呈现圆形,并会达到同一水平,这显示了水面势能在两个容器之间达到平衡。

4. 大气压力作用。水搭桥实验还展示了空气压力的作用。液体能够在两个容器之间架起,同时也依靠大气压力在管道两端形成两弯不同的曲面,这是由于管道是开口的,两端的水受到的空气压力不同造成的。

所以,水搭桥实验通过一个简单有趣的现象,展示了几个重要的流体物理学原理,像表面张力、毛细管作用、液面形状以及大气压力作用。这些原理在许多自然现象和技术应用中都起着非常重要的作用。这也正是天宫课堂开展这一实验的重要意义所在。