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水的有很強廷展性,當有促夠的空間讓他延伸,而且推動水流動力沒有足夠大的話,水就四處延伸。用杯子倒水時,特別是滿杯水的倒水,離杯子口最近的位置水的廷展力要大於水的驅動力,所以經常從外側杯壁流出,隨著倒水量越來越少,水的推動力大於廷展力,這時水杯外側壁就不會有水流出。所以杯子倒水時,最好不要太滿了。月滿則虧,水滿則溢。
水的有很強廷展性,當有促夠的空間讓他延伸,而且推動水流動力沒有足夠大的話,水就四處延伸。用杯子倒水時,特別是滿杯水的倒水,離杯子口最近的位置水的廷展力要大於水的驅動力,所以經常從外側杯壁流出,隨著倒水量越來越少,水的推動力大於廷展力,這時水杯外側壁就不會有水流出。所以杯子倒水時,最好不要太滿了。月滿則虧,水滿則溢。
這個問題叫做茶壺效應。每當我們非常緩慢地將茶從茶壺裡倒出來時,茶水總是容易順著壺嘴,貼著壺壁,向下流到桌子上。是一個很有趣的現象,有不少物理學家都研究過它,2010年的一篇PRL(物理評論快報)就對材料的潤溼性與茶壺效應的關係進行了深入的研究,這個回答也主要是參考了這篇文章(參考文獻[1])。這篇文章指出了茶壺效應的3個影響因素,分別是流速、材料的潤溼性和邊緣的曲率。
生活中的經驗告訴我們,流速對茶壺效應有比較大的影響,如下圖所示,當水流速度逐漸減小的時候,水就會貼著壺壁流下。
而材料的潤溼性(也就是親水性和疏水性)則是這篇PRL的關鍵點,如下圖所示,如果壺嘴是親水材料((a)和(a")),那麼流速降低的時候,水就會順著壺嘴,貼著壺壁下流。如果壺嘴是疏水材料((b)和(b"),這裡在壺嘴上燻了一層炭黑用於疏水),就可以發現,就算流速很低的時候,水也不會貼著壺壁下流,而是像斷了線的珠子一樣。
最後一個影響因素是壺嘴的曲率。結合生活經驗就很好理解,如果壺嘴邊緣越是圓潤,就越容易出現貼著壺壁下流的現象;而茶壺邊緣越是尖銳就越不容易出現茶壺效應。
這三個因素共同作用導致了茶壺效應,作者也對此建了個物理模型,感興趣的讀者可以將論文下載下來閱讀,公式太多這裡就不展開來說了。
參考文獻:
[1] Duez C, Ybert C, Clanet C, et al. Wetting controls separation of inertial flows from solid surfaces[J]. Physical review letters, 2010, 104(8): 084503.
[2] Reiner M. The teapot effect[J]. Phys. Today, 1956, 9(9): 16.
[3] Duez C, Ybert C, Clanet C, et al. Beating the teapot effect[J]. arXiv preprint arXiv:0910.3306, 2009.