荔枝 & 荷塘 & 婷子 中科院物理所 2022-06-18 12:20:22
收录于话题 #正经玩 吃货的最高境界 我画画也用食物 实验器材 所标杯、盐、不锈钢碗、烧杯、塑料滴管、彩笔 实验过程 首先我们向热水中加入过量盐 得到一杯饱和盐溶液 将溶液滴在不锈钢碗底 可以滴成圆形或拱桥形 将烧杯中上层盐溶液取出 向其中加水 得到不饱和盐溶液 以同样的方法滴两个液滴 静置一段时间使水蒸发： 如果水温较高或者有风扇促进风流动 可以加速水的蒸发 在这个过程中我们可以看到 液滴的边缘，尤其是“桥”的位置 逐渐有了小的盐粒出现 待水完全蒸发后我们可以看到如图的印记： 在原先水滴的轮廓处形成了一层“盐墙” 而在水滴的内部则是形成了星星点点的盐粒 仔细观察高浓度盐溶液得到的盐结晶 可以看到盐墙几乎连成了一体 用手轻轻触碰并不会使其崩裂 而墙内的结晶则是较为松动 对于圆形的水滴有可能可以看出墙内的第二层圆环 而低浓度盐溶液得到的盐结晶则松散许多 墙体脆弱并且墙内结晶也颗粒分明 有了墙面的突出与墙内的平铺的盐粒 我们可以做一些bling~bling~的艺术创作 比如我们先来画一个所徽章： 然后将盐溶液滴在笔画经过的位置 由于着色过的部分更容易浸润 盐水的形状几乎可以贴住笔画的轮廓 待盐水完全蒸发后 我们便得到了在光下会闪烁的“艺术字”了 肉眼观察效果会更好 这些字的轮廓上还有“盐墙”做出的勾边 原理解说 盐水随着水的蒸发，盐的浓度高于溶解度时，由于盐水与容器表面以及空气接触界面存在杂质，盐便会在这些杂质周围形成晶核，随着越来越多的盐析出，这些晶核便会逐渐生长至肉眼可见的晶体，不过受到晶体表面能以及溶液中液体流动等因素的影响，最终晶体成长的大小有限，这里暂且不对晶体大小展开讨论。
盐墙的成因也十分有趣。第一批肉眼不可见大小的晶核实际上会在水滴的各个地方出现：容器上的杂质（比如指纹）、空气中掉落到液面上的灰尘等等。随着水的蒸发，水滴由于内聚力的作用会逐渐缩小，此时原本处于水滴边缘处的晶核便留在了原地。然而因为水和盐的极性，水依然会浸润这些小晶粒。这些小晶粒上的水与空气接触的表面积很大，所以可以快速地蒸发，从而使边缘的晶粒快速生长，形成一个又宽又高的盐墙。
对于“桥”形的水滴，由于在桥处溶液蒸发时液体收缩的更明显，形成的盐墙也会更厚。不过随着水滴进一步蒸发，由于水滴中心处的晶核也逐渐裸露出了水面，一个个“晶体岛”便成为了新的凝结区，所以水滴中间的盐粒呈离散分布。不过如果水温足够高、蒸发速度够快，中央的盐粒会以更小的盐晶铺满表面。实际上在A4纸上对画过的区域滴入盐水时，由于水对纸的浸透，形成的盐粒就是这种更小的密铺形式。
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