2010年2月2日星期二

科学松鼠会

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实验室手记之卡布奇诺的泡泡(再续)

Tue, 02 Feb 2010 11:24:23 +0800

3241783337_50d5ed5c37虽然说科学研究的结果有时候很有趣,不过收集数据的过程多数都很枯燥无味。这个研究泡沫的项目把这种枯燥发挥到了极致。在实验装置搭好以后,需要干的事情就是把各个操作参数取不同的数值,再互相组合形成很多组操作条件,然后配溶液、开马达、收集泡沫、测量各个泡沫的指标。

周而复始,日复一日,过不了几日人类喜新厌旧的种子就开始滋生。还在会议室跟公司的人讨论的时候我就想过如何把这活推销出去——想来觉得应该比赵大叔卖拐还是要容易一些。于是跟老板说,你看这实验挺容易的,干脆你找个爱好科研的本科生来,我带着他做得了,这样我还可以去干别的。老板也觉得这实验没有什么技术含量,还是希望我去给他写程序解方程——虽然那也基本上是个体力活,不过老板自己不会,也找不到人手,于是大喜。估计 ��用不了什么忽悠,就有爱好科研的孩子趋之若鹜——即使对实验没兴趣,作为打工的机会赚点生活费,还能在以后的简历上写"参与过某某研究项目",吸引力还是巨大的。两天以后,老板那门课的"科代表"就得到了这个机会——进水楼台的优势,凡是有人的地方都是存在的。

于是每当师妹没课,就来到实验室。我给她几组那天要做的条件,她做完之后再给我数据。我隐隐体会了一下做"老板"的感觉,原来真的不错——难怪,每个人都想做老板。

测试过了许多因素之后,比较明显的因素有溶液进入搅拌器的速度和马达的转速:当进入速度慢的时候,产生的泡沫更加丰富;而马达的转速增加也会增加产生的泡沫量。讨论结果的时候,老板说这个两个因素影响明显,我们得有一个合理的解释。虽然提出了几个可能,但是没有证据支持 ��可能只能是"猜想"而不能作为解释。科学与工程的一个区别在于:工程上知道是怎么回事也就够了,而科学上还需要进一步知道为什么是这样。虽然在理学院面前,我们是以工程的面目存在的,但是在工业界面前,我们还得摆出科学的姿态来。

我说,如果这个搅拌器是玻璃做的就好了,可以看看溶液在里边是怎么搅的。老板一听,说:要透明的容易啊,你们去车间里找那个技工,让他用透明塑料做一个搅拌容器,你把马达拆下来装进去就成了嘛。

不能不说大学的优势就在于此。系里有一个车间,里边有各种车床和工具。当教授们需要什么买不到的装置,就可以让技工给加工出来。那个技工说起话来很蔫,一口地道的方言英语,我跟他交流实在是有点障碍,就打发师妹去了。

师妹找他回来,说是没有问题,但是需要加工图纸。� 说当年,我也是练过画图纸的。刚上大学的那一年,每周都要在那座比我奶奶年纪还大的楼里,趴在专用的绘图桌上修炼几个小时。在被称为蓝旗营技术学院的校园里,故老相传绘图是近百年的传统。我们当然不是一个人,两千来人的一届学生中,据说只有中文这样风雅的专业不用绘图。而我们,则光是削铅笔就要学上大半节课。

不过我们并没有画过实际的东西。而那个容器也不是很规则,拿着卡尺仔细端详,发现需要的尺寸还挺多。看起来要按照当年的训练画出这么个小玩意儿,也还是需要些功夫的。那天中午做饭的时候,我突然明白:如果我的目的是搞清楚饭为什么会熟,就不用执着于锅的细微差别。为了搞明白进水的速度和马达转速跟泡沫的关系,也并不需要做出一个完全一样的搅拌器来。

于是,下午,我把整个搅拌器交给师� ,说只需要做出来的搅拌容器跟现成的这个差不多,并且能把搅拌桨装上就行了。抓住了关键,去掉了细枝末节,那个蔫蔫的技工干起活来还真不含糊,很快就完成了。

后来的一切就变得简单。在水溶液里放了一点染料,于是溶液在搅拌器内的运动变得一目了然。俗话说"有图有真相",何况师妹还拍了视频。在后来项目总结的时候,那几段视频也成了公司的技术人员最感兴趣的部分。

几十秒的视频,胜过了大段的推测和描述。在搅拌容器内,溶液被搅拌桨搅成气体和液体的混合物,同时搅拌桨象离心泵一样把这些气液混合物打到出口排出去。气液混合物被接到杯子里之后,气泡上升,就在液面形成了一层泡沫。气液混合物排出的速度主要由搅拌桨的转速决定,如果溶液进入搅拌器的速度快,进入的速度就会比出去的速度要快。这样� 溶液就会在搅拌器中积累,很快淹没了搅拌桨。于是搅拌桨完全在水中搅拌,产生的泡沫就比较少。如果进入的速度慢,进和出的速度差不多,搅拌容器中的液面在搅拌桨的位置上,正好把空气搅入液体中。马达转速的影响也与此相似:马达转得慢的时候,溶液来不及流出,很快就淹没了搅拌桨,因而产生的泡沫就少。

实验室手记之卡布奇诺的泡泡

实验室手记之卡布奇诺的泡泡(续)

(下次续完)

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[Dr.YOU第52期]迎新春之汤圆PK饺子

Tue, 02 Feb 2010 08:24:19 +0800

眨眼又到快过年的时候了,我们Dr.YOU栏目组也适时推出了应景问题:汤圆PK饺子。不过,我们关心的并不是全国人们过年吃汤圆还是吃饺子的问题,而是:为什么汤圆可以边煮边翻身?饺子为什么不行?

是因为形状,用料,还是所谓的流体力学呢?请到这里(http://www.douban.com/group/topic/9301211/)围观众人讨论。

我们此次问题的截至时间是2月14日晚12点哦,当然了,那天你一定很忙,那就记得早点来信哦,让我们期待新的Dr.You~~
新来的同学,请继续阅读什么是Dr.YOU。查阅往期内容及优胜者,请点击群博右边栏的Dr.YOU栏目。

==================== 什么是Dr. YOU ==========================

我们都曾梦想过成为万事通,就像机器猫的口袋,能应付朋友提出的所有问题;我们也曾时不时冒出古怪问题,它们中的绝大多数都未获解答,随着少年(或成年)梦想慢慢灭掉。

事实上,由于个体知识的局限,谁都不可能真正包治所有疑难杂症。然而,在互联网时代,当我们汇聚在一起,真有可能无所不能。在这个栏目里,松鼠想和读者们一起来打造一位真正的问不倒先生,姑且叫他Dr. YOU吧,你们中的任何一位,都有机会成为他!

别小看我们!这里绝不会出现"人一共有几颗牙齿"这样的简单知识型问题,不会有"怎么样动心脏手术"这样的专业问题,也不会出现"打呵欠会传染吗"这样被解答过无数次的"陈词滥调"型问题,你也不要以为求助google或wiki甚至百度百科就可以获胜。我们严阵以待,琢磨出最精怪最有趣的问题,来刁难Dr. YOU。

每两周,我们会在这里提一个问题,如果你觉得能够解答,就告诉我们吧,在这一刻,你就是所有人眼里最牛X的Dr. YOU。

规则说明:

1) 你可以在主贴下尽情讨论。但是,只有当答案超过500字(但不鼓励超过1000字),并在科学松鼠会的论坛"松鼠学堂"http://songshuhui.net/forum/forumdisplay.php?fid=15注册并贴上答案,或者将答案发送至 DrYou@songshuhui.net,你才可能成为真正的优胜者。如果你在"松鼠学堂"发布稿件,你还有机会成为科学松鼠会的亲友团,获得直接进入论坛"橡树大厅"版块的机会,也可以优先参加我们的各种活动

2)我们每两周的周一出题,下一周的周日晚十二点截止。优胜者将在投稿的读者中产生。你有两周的时间充分思考、寻找资料。我们将就每道问题评出一到两位优胜者,文章的科学性与文字性都将被考虑到。获奖者会被宣布成为本轮的Dr. YOU,我们还将为他送上一份神秘礼品!

松鼠小贴士: 我们无比鼓励看到一个问题的多角度解答,例如,回答"人为什么有两个鼻孔"时,您可以考虑动用建筑学知识……你也可以结合自己的生活经验来解答。所以,不要觉得某个问题与你的专业领域无关,或许你能给出出人意料的漂亮解答,让所有人都吃一惊!

3)答案将由Dr You编辑整理修饰,发表在科学松鼠会主页以及平面媒体上。该文字版权归科学松鼠会所有。

往期内容,请点击松鼠会主页右上栏的Dr.YOU项目查阅详情。

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