比如 油的密度小于水 把1ml油倒入水中 发现油漂浮在上面 但我做了个实验 把1斤油倒入10ml水中(为了看的清楚 我把水加了红色) 并没有发现10ml水在下面 而发现10ml水和油混在了一起 这个实验充分说明 物体的密度小于液体的密度,则物体总是漂浮 这是个错误的结论


「物体的密度小于液体的密度,则物体总是漂浮」。这句话描述在初高中知识范畴内,是对的。但是一旦脱离初高中知识体系,考虑真实世界的情况。比如这个「物体」是液体(包括部分固体小颗粒)。「液体」也不是普通的理想的流体,那这个行为就会非常非常复杂了.....

在远离理想刚性固体和理想流体的情况下,浮力的来源:压力差,不一定在物体动力学中占据主导。液体亲和度,表面张力,粘滞阻力甚至化学键之间的相互作用都有可能造成影响。

大剂量油和少量水混合,水会形成小水滴,粘滞阻力和亲和度会阻止水滴混合,所以水和油无法完全分离,这个场景其实有点像泡沫。又例如,往高粘滞流体(油漆)里加小石子,你会发现小石子就卡在油漆中浮不上来也沉不下去。类似的例子数不胜数,他们的共同点在于:他们都不是理想的「物体」和理想的「流体」,压力差不再是主导了。

所以,题注claim这句话是错误的结论,科学来讲没有问题。而且根据题主实验的结论,我们可以将这句话改写成:「若物体的密度小于液体的密度,除液体压力以外的所有作用力可以忽略的情况下,则物体总是漂浮」。

PS:物理定律从来没有「绝对正确,绝对普世」的表述,毕竟物理不是数学。通常而言,物理定律都会表述为:XX定律在YY的条件下,是成立的。

比如牛顿定律在低速宏观的条件下,是成立的。欧姆定律在一定温度范围内(太低超导,太高就开始非线性了),是成立的。等等等等

而更多时候我们甚至不知道YY条件是啥(比如相对论发现以前的力学),一旦发现XX定律在ZZ条件下不成立,那就是全新的物理了。这也是物理学,乃至人类探索前进的动力之一。


comment:少量的水在油中会形成水滴,因为不互溶。这些水滴不受扰动静置足够长时间后会下沉,因为重力不抵浮力。但小水滴会不会自发融合形成大水滴,这个问题就稍复杂一些,涉及到水滴之间黏附和表面张力的竞争,我不确定是否有确切结论。即使自发融合也要考虑两个水滴见面的概率。而很微小的水滴在热运动下会做布朗运动,不一定会严格沉底。最终水滴的数密度应该符合玻尔兹曼分布。


我提示几个因素,你可以再做几次实验,然后思考一下其中的道理:

1. 首先确认你的染剂本身不溶于油,不会造成干扰

2. 按你描述,应该是用普通倒液体的方式倒进去的,水流速度快,相当于进行了一次搅拌,有没有静置足够长时间等稳定呢?

3. 使用其他的倒入方法,最简单的方法是用一根筷子贴住容器壁(没有液体的部分,但尽量靠近液面),然后慢慢沿著筷子倒入液体,用非常慢的速度。实验结果会不会有变化?也可以反过来先倒油,再倒水。

4. 容器开口的大小有没有影响呢?同样体积的液体,在不同底面积的柱形容器中,性质是略有不同的

做实验的想法和动手能力都很好,下一步是怎么根据现象来设计更多实验,提出假设并验证。


这是简略说法,简略的看当然是没问题的。实际上还要考虑液体的相溶性、界面能量等等。


这个直接用公式就行了,所受浮力等于排开水的重力。排开10ml水无法提供足够的浮力,所以油下去与水混合。那个密度小就漂浮有一个前提是水足以提供足够的重力。你想想你遇到的题里面是不是水都够了。


这话在初中范围也不全对啊,木块放在装有少量水的容器里,也不会漂浮。


你这其实属于语言误用的问题,和物理问题无关。漂浮本身就是指小体积的东西和明显更大体积流体之间的位置关系。油滴和水之间叫分散或悬浮。

此外水里还能溶解不少空气,或者水溶物也完全可以是密度更小的。溶解在水中后,自然不能是漂浮了。


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