怎样将熔化的金属变成完美的球体?——从屋顶上倒下来
大约230年前,人们发明了一种制造猎枪弹丸的聪明方法——让熔化的铅从天上落下来。在过去,这样做是绝对不可以的。
虽然完美的球形弹丸可以飞得更直,但是每个压铸模都被局限在3毫米大小,且无法真正地大规模生产。在太空中,制造球形弹丸要容易一些。在零重力条件下,表面张力会把任何液体都拉成球形,这是因为在体积一定时,球形的表面积是最小的。这个原理对熔化的金属同样适用,如同它适用于漂浮在航天飞机内部的水滴一样。在地球上,最接近零重力状态的是自由落体——掉落的物体享受着无重力的权利,直到撞到地面为止。
一位英国的水管工威廉·瓦特于1782年修建了第一个“枪塔(shot tower)”。他在自家的三层楼房上又加盖了三层,并在每层地板上都打出一些穿透地板的小洞。然后,他在顶层将熔化的铅液透过筛网倒下去,让其落入下方的水池中。由于水的缓冲和进一步的冷却作用,这些圆球得以成形并不会因受到冲击而变形。
除了六层楼的高度难以办到之外,重复这个实验很容易。我曾经用液压升降机到达了10多米的高度,但那是不够的。当铅球落到水面上时仍旧是熔化状态的,而我没有得到满意的弹丸。虽然如此,但我也不打算带着一锅铅水爬到风车顶上去。对不起,你们只好面对我没有拍到完美球体镜头的现实了。
在零重力条件下,表面张力会把任何液体都拉成球形,这是因为在体积一定时球形的表面积最小。
用一台振动电机摇动装有液态铅的漏斗,使等量的铅液滴出并自由落下——这是现代制造精确尺寸金属珠的演示实验。
将液态金属变成铅弹如何
你需要的东西
□ 几千克金属铅
□ 不锈钢平底锅
□ 火炉或焊枪
□ 筛网
□ 20米以上的落差
□ 一箱水
□ 安全眼镜
1 用火炉或焊枪将铅熔化。注意:铅和铅产生的烟雾都是有毒的,应在室外或者通风良好的区域做这个实验;熔化的铅极烫!
2 将铅水通过筛网滤网倾倒出来,让其分裂成液滴。
3 让液滴从至少20米的高度掉落到水池中。
这是位于美国费城的“火花枪塔(Sparks Shot Tower)”,建于1808年。