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2021年7月19日 (月)

コーヒーとミルク 宇宙で混ざるか

↓朝日新聞デジタルから部分引用します。


宇宙実験、端末で興味津々 星出さん、ISSから配信
2021年7月7日 16時30分

 ・・・
 実験のテーマは「コーヒーと牛乳は宇宙でも混ざるか」。入れ物から出して球体となったコーヒーと牛乳は、接すると互いに混ざり合い、星出さんは「木星みたいな模様になった」と説明。その液体を飲むと「おいしいコーヒー牛乳でした」と感想を話した。
 東京都港区の麻布小学校では、約200人が実験を見守った。6年の〇〇さんは「混ざらないと思っていたのでびっくりした」と話した。9月には南極からのライブ配信を企画中という。

無重量状態では液体は、重力は働きませんが表面張力は働きますので球体になります。
二つの液体の球体が接触すると
Kyuutai
くっつきます。(もっと滑らかにくっつくでしょうけど、描画が面倒なので手抜きの図で我慢してください)
表面張力は表面を小さくしようとする力ですから、くっついた二つの球体はある程度の勢いを持って大きな球になろうとします。
そうすると、液体の球なのですから、コーヒーと牛乳はその過程で混ざりあうでしょう、流れをつくってね。
そのために混ざりあいの初めは「木星みたいな模様」になるのだと思います、勢いで。でも、長時間放置すれば、均一になるはずです。
つまり重力が働かない環境でも、表面張力は働き、液体の「流れる」という性質も消えはしない。そして、「拡散」も消えるわけではないので、撹拌しなくても、自発的に均一になっていくはずなのです。

出来事の範囲が小学生の学習範囲を超えますので、小学生がビックリするのはまあ仕方のないことでしょう。
ただ、元理科教師としましては
   宇宙は地上とは違うんだ。だから地上で起こることは宇宙では起こらない、と決めつけてしまってはいけないよ
   理科・自然科学は、思い込みや決めつけから自由になるところから始まるんだよ
と、言ってあげたいですね。

表面張力は分子間の引力のあらわれですし、拡散は分子の熱運動のあらわれですので、無重量環境とは独立した現象なのです。
↓図がわかりやすいかな。
https://www.cybernet.co.jp/ansys/glossary/hyoumenchouryoku.html
表面張力

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