书城教材教辅小学生最想知道的100个为什么:身边的秘密
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第28章 为什么把牛奶搅入热咖啡后,咖啡中会出现一个漩涡?

把冷牛奶倒入热咖啡,就像看着洗澡水打着旋流入(隐蔽的)排水管道。根据克里夫兰州立大学物理学家吉尔·沃克的说法,如果先搅拌咖啡,然后把牛奶倒在漩涡的中心时,这个小小的“咖啡漩涡”通常更容易形成。因为冷牛奶的密度比热咖啡的密度大,所以倒入热咖啡中的牛奶会下沉。旋转的咖啡产生的漩涡,随着下沉的牛奶向下流动,逐渐变大。

漩涡变大后,旋转速度也增大,形成一个从咖啡表面到杯底的漩涡。

利用奶精,你可以做另外一个咖啡实验。当把奶精粉倒入咖啡的时候,一边搅拌咖啡,一边试着用金属勺子轻敲杯子(不要用纸杯子)。你应该会听到敲打音调从低低的咚咚声变为高高的叮当声;当奶精粉沉到杯底,与咖啡溶合之后,声音又变回原来的样子。这也称为“热巧克力效应”,因为它同样适用于把巧克力粉倒入热水中。

这一现象是怎样形成的呢?在奶精粉溶解到咖啡的过程中,奶精粉中的空气也释放到了咖啡中。声音在空气中的传播速度比在水中传播得慢,而容器中声音的共振频率取决于声音的传播速度。因此,当声音在奶精泡沫团中传播时,敲打音调发生了变化。

科学家们认为,要想给热咖啡保温的话,喝咖啡的人应该在将要喝咖啡的时候再加入奶精或糖。糖会冷却咖啡,因为糖晶体溶解时会吸收热量。同时,从杯底上向搅动咖啡,热量能更快地散到空气中。

咖啡杯里的图案

下次看到一杯热气腾腾的咖啡时,观察一下咖啡的表面有没有一个完美的六角形鱼网图案。出现这个图案,说明咖啡一定还很热。而且,最好从光线明亮的一侧,即顺着从咖啡店窗户照射进来的阳光的倾斜方向进行观察。

根据吉尔·沃克的说法,这些都属于流体动力学的问题。图案出现在杯底的咖啡比杯面的咖啡热的时候。

热咖啡气流上升,冷咖啡下沉,就会在咖啡表面形成规则的图案。(想象一下,六角形里面是上升的热咖啡,沿着边线是下沉的冷咖啡。)

咖啡冷却下来后,蜂窝图案迅速消失。沃克做过实验,橡胶梳子也可以让图案消失。用梳子梳理干燥的头发给梳子充电,然后把它拿到咖啡表面上方,梳子带有的静电就能够扰乱咖啡的流体电。