6月20日10時許，我國首次太空授課開始。神舟十號航天員在天宮一號開展基礎物理實驗，展示失重環(huán)境下物體運動特性、液體表面張力特性等物理現(xiàn)象。這是航天員王亞平在演示太空質(zhì)量測量。新華社記者王永卓攝

實驗四五：制作水膜、水球——液體表面張力

實驗過程：王亞平把一個金屬圈插入飲用水袋中，慢慢抽出金屬圈，形成了一個水膜。晃動金屬圈，水膜也沒有破裂；往水膜表面貼上一片畫有中國結圖案的塑料片，水膜依然完好。她接著做了第二個水膜，用飲水袋慢慢往水膜上注水，水膜很快變成一個亮晶晶的大水球。再向水球內(nèi)注入空氣，水球內(nèi)形成兩個球形氣泡，既沒有被擠出水球，也沒有融合到一起。最后，王亞平注入紅色液體，紅色慢慢擴散開來，把水球變成了一枚美麗的“紅燈籠”。

專家解讀：這兩個實驗均展示了液體表面張力的作用。受到內(nèi)部分子的吸引，液體表面分子有被拉入內(nèi)部的趨勢，導致表面就像一張繃緊的橡皮膜，這種促使液體表面收縮的繃緊的力，就是表面張力。

表面張力現(xiàn)象在日常生活中非常普遍，比如草葉上的露珠、空氣中吹出的肥皂泡等。地球引力使得肥皂泡上方變薄破裂而無法長久存在，而太空中的液體處于失重狀態(tài)，表面張力不僅大顯身手，還決定了液體表面的形狀。水膜實驗中，表面張力使水膜像橡皮膜一樣搭在金屬環(huán)里，并且比地面上形成的水膜面積更大、存在時間更長。同樣，由于沒有重力影響，航天員向水膜上不斷注入水時，這些水就能夠均勻分布在水膜周圍，逐漸形成水球。

液體表面張力在航天活動中有重要應用。失重環(huán)境下，航天器推進劑貯箱中的液體燃料界面和氣體界面不再是穩(wěn)定的，可能產(chǎn)生液體遷移、氣液混合等現(xiàn)象，導致推進劑無法正常供應。因此，科學家們制造了表面張力貯箱，利用表面張力推動液體推進劑流動，為動力系統(tǒng)提供滿足要求的推進劑。