5.5 液体有没有固定形状

通常人们的认识是，液体可以被装进各种形态的容器中，变成各种的形状，所以得出结论：液体无固定形状。如你把液体倒进容器里，容器是什么形状，它就变成什么形状。当你把它倒在平面上，它只会薄薄地散在平面上。其实并不是液体没有自己固有的形状，而是一直作用于液体的重力妨碍了液体呈现它的本来面目。

阿基米德定律告诉我们，当一种液体被注入另一种密度与其相同的液体时，它会失去重量。“失去”重量不受地球重力作用的液体，在此时此刻会呈现出它最天然的形状，也就是球状。

你可能不太相信，那我们就用生活中常见的东西做个实验验证一下。首先准备好水、酒精和橄榄油。我们都知道油要轻于水，所以当将橄榄油倒在水里时，它会浮在水面上。然而酒精能使橄榄油沉在酒精里，这个事实相信没有太多人知道。为了能够达到实验的要求，我们用水和酒精混合制成一种混合液，使橄榄油注入其中时不会沉底，也不会浮起。当混合液体准备好后，你找一个透明杯子，往杯中倒入适量的混合液体，然把少量的橄榄油注入这种混合液体中。很快你就能看到一种奇怪的现象，就像前文我们提到的一样。在混合液中，橄榄油聚成了一个很大的圆形油滴，一动不动地悬在那里，既不会上浮也不会下沉（图5-5）。

图5-5 普拉托实验：橄榄油在稀释的酒精里聚成一个圆球，既不沉下也不浮起

在做这个实验时，你一定要耐心仔细，否则你将看不到这样的奇景，只能看到几个较小的球状油滴悬在杯中，虽然这样也验证了阿基米德定律所说的，但是不利于实验的进一步进行。

当你看到悬浮的巨大球状油滴时，找一根长木条或者金属丝，让它穿过橄榄油圆球并加以转动，很快你会发现圆球会随着长木条或者金属丝的转动而转动。球体也在旋转的影响下变成扁圆形，然后渐渐变成一个圆环（图5-6）。你如果想更直观地观察这种变化，可以找一根长木条或金属丝，在上面装上一张用油浸过的硬纸片，这张纸片需剪成圆形，纸片不宜太大。

图5-6 如果用一根木条穿过圆球的中心，旋转油滴，就会有一个油环分裂出来

随着旋转的继续，圆环会渐渐分散成几个部分，这些新产生的不规则的碎块会随着时间的推移变成新的球状油滴，新的球状油滴会围绕着中间的球体继续旋转。

这个实验是由比利时物理学家普拉托发现的，上面是这个实验的标准做法。实际上这个实验还有另一种方式，不仅操作简单，而且实验的效果也不会差。

先找一个小玻璃杯，用水冲洗干净，在小玻璃杯中倒上橄榄油。然后把小玻璃杯放到一个比它大的玻璃杯里，在大玻璃杯里倒入酒精，让装了橄榄油的小玻璃杯完全浸入酒精里。再找来一个小勺，顺着大玻璃杯的杯壁倒入水，一直到小玻璃杯子里面的橄榄油表面开始凸起并从小玻璃杯中升起为止。在注水的时候，你能看到橄榄油一点一点地凸起，渐渐地变大，直到变成一个相当大的球形悬在被稀释的酒精中，如图5-7所示。

图5-7 简化版普拉托实验

如果你没有酒精，也可以用苯胺来代替，这种液体在常温下比水重，当温度达到75～85 ℃时要轻于水。我们可以把水加热，让苯胺变成在水里悬浮的球形。也可以用水和盐以一定的比例制成盐溶液，这样在常温的条件下，滴状的苯胺就能悬浮在盐溶液里。