摘要:按理说挤压,东西应该是从里向外冒的,比如,当你挤一个装有水的气球时,因为挤压让它的体积减小,所以水会被排出,使管子中的水位上升。
很奇怪,为什么毛巾里的水踩一脚就流了出来;
但当你踩在湿沙上后,水不仅没流出,脚周围的沙子反而会立马变干呢?
按理说挤压,东西应该是从里向外冒的,比如,当你挤一个装有水的气球时,因为挤压让它的体积减小,所以水会被排出,使管子中的水位上升。
但要是往气球中倒点沙子,再重复上述操作,情况就变了,和被脚踩过的沙子一样,很明显它是在吸水!
这让我想到了另一种现象,比如,牙膏掉在水池上后,周围的水也会迅速退散,并形成一圈干的区域。
但这是因为牙膏里面的表面活性剂破坏了水的表面张力,从而导致其周围的水被张力高的水给“吸”走了。
那变干的沙子又是怎么一回事呢?
膨胀!
沙子本身确实不能随意变大变小,但沙粒间的空隙在受到扰动后是会发生变化的;
也就是说,在你踩到湿沙之前,自然态的沙粒趋于最密堆叠、缝隙最小。
你一脚踩上去,刚好破坏了这种最佳态;
沙粒受外力作用发生位错,从而导致缝隙变大后,水就沉下去了。
在此过程中,不难发现,沙面的硬实度和水的多少有很大关系,表层水分减少的话,会让沙粒的黏度增大、流动性变差,所以,沙面变干的同时也会变得更硬。
反过来如果水太多,那就是另一番光景了。
比如:流沙!
表面和普通的沙地没区别,但人一踩上去就会下沉,这是因为下面的沙子早已被水充分“浸泡”。
它们悬浮在水中,从而导致沙粒间的摩擦力变小,因此,即使是最轻微的压力,也会让沙子破裂。
但危险的沙子并不一定是潮湿的,水能隔开沙粒,换成空气自然也可以。
来看这个容器,里面沙子的体积占41%,其余则都是空气,下面,把一颗球放上去,可以看到,几乎在瞬间球就被吞了进去,而这便是恐怖至极的干流沙!
它通常与沙尘暴挂钩,细沙先是被吹到空中,然后落地,最终留下一个蓬松柔软的流沙陷阱。
但其实,除了自然形成外,干流沙同样存在于谷物粮仓中,并且更加危险,2021年, 河南省商丘市的一名男职工,在检查粮仓时不慎掉进了上千吨小麦中——
而新疆伊犁州的一名工人,则掉入了一个高20m的粮仓中,被发现时,颈部以下的身子已经被4000多吨玉米碎死死“吸住”——
相比于沙子,粮食颗粒表面更光滑,摩擦力会更小,并且它的形状比较均匀,更容易将空气储存在里面,因此,危险性也更大。
资料来源:
Dry footprints on wet sand——ABC Science
Beware the Shifting Sands——Science
流沙下面到底是什么,为何人踩上去就会下沉?下拉的力达10万牛顿——怪罗科普
沙滩上据说是踩在哪里哪里就瞬间干一块,为什么?——中科院物理所
牙膏掉入水槽残余的水中为什么水会分开?——贾明子
来源:冷科普一点号