硬币为什么能浮在水面上？

旅行时，人们经常会看到许多景点的泉水和池塘里漂浮着硬币，其中大部分是一角硬币。听导游说，许个愿，然后轻轻地放入一枚硬币。如果这枚硬币能浮在水面上，你的愿望就会实现。我认为这只能是一个给人们希望和期待的美丽游戏。《上虞县志》中也记载了“失传已久的景顺于1984年重建。它位于关白镇龙山头西麓，上虞宾馆南侧。它把关白著名的泉水龙王塘引入了井里。春天甜美而清澈，可以漂浮铝币。书法家费新我题写的井碑那为什么硬币能浮在水面上呢？是因为浮力吗？这水真的很特别吗？

事实上，硬币可以浮在水面上不是因为浮力。

我们可以用天平和卡尺来测量几个普通硬币的质量和形状，它们的体积，其中d是硬币的直径，h是硬币的厚度。测量数据如表1所示。

表1:普通硬币的质量和形状

根据阿基米德浮力定律F=ρgV行和重力计算公式G=mg，我们可以估算普通硬币在水中的重力和最大浮力。计算中g为9.8N/kg，ρ为1.0×103kg/m3，计算结果见表2。

表2:普通硬币在水中的重力和最大浮力的比较

在上述浮力估算中，排出的液体体积是硬币的体积，计算的浮力是硬币浮力的最大值。因为硬币表面有许多凹陷，我们把它当作一个简单的圆柱体来计算，忽略了它的凹陷。

根据上面的估计，我们可以很容易地发现，无论哪种硬币，它在水中的浮力都比比重小得多。显然，硬币不可能浮在水面上，因为它有浮力。

事实上，一旦我们将硬币浸没，硬币将立即沉入池底，而不是缓慢漂浮或漂浮在水中。大多数漂浮在泉水中的硬币都是一角硬币，因为它们质量最小，重力最小。自然，它是所有普通硬币中最容易浮动的一种。

那么，一枚硬币究竟依靠什么漂浮在水面上呢？

在家里，经过几次尝试，我终于在水面上漂浮了一枚一角的铝合金硬币，如图1所示。在灯光下仔细观察，我发现平静的水面就像绷紧的弹性橡胶膜。在硬币的一面轻轻用力。一旦这层“膜”破裂，硬币就会立即沉入水中。我想可能是这层橡胶膜支撑着硬币，如图2所示。

图1 1漂浮在水面上的铝合金硬币图2水面就像绷紧的弹性橡胶膜

为了验证我自己的想法，通过查阅资料和网上的老师，我终于对硬币能够浮在水面的真正原因有了一个大致的了解。原来，不仅是水面，还有其他液体。因为液体表面层中的分子比液体中的分子薄，也就是说，分子之间的距离相对较大，分子之间存在吸引力。正是因为液体表面层中的分子具有这种吸引力，才会产生一种称为表面张力的宏观效应。表层就像绷紧的弹性橡胶膜，自然可以支撑一些轻而小的物体。

你有什么技能可以在不下沉的情况下把硬币投入水中？

经过多次尝试，我发现关键是要“平、轻、稳”，也就是说，要确保硬币与水面平齐，要用轻力，要紧握双手。如果有必要，你可以将硬币在头皮上摩擦几次，在硬币上涂上油脂，这也有助于实验的成功。另一种方便的方法是用一小片吸水纸(如餐巾纸)来装硬币，并把它们平稳地放入水中。当纸张吸水下沉时，硬币会稳定地漂浮在水面上。

液体表面的表面张力现象在生活中实际上是很常见的，例如一些昆虫会停在水面上(如图3所示)，叶子上的露珠是球形的(如图4所示)等等。

图3停留在水面上的昆虫图4叶子上球形的露珠

液体的表面张力在日常生活中有许多应用，例如:

在家里煮豆浆时，豆浆很容易沸腾，而且会滴得到处都是。此外，人们通常认为豆浆在沸腾时会被煮熟。事实上，豆浆更难煮。这是因为豆浆的表面张力很高。加热时会产生气泡，气泡不容易破裂，产生强烈沸腾的幻觉，让人以为它们已经沸腾并煮熟了。为了避免这种情况，我们可以在豆浆中加入几滴食用油来破坏豆浆的表面张力，这样豆浆就不会溢出锅外或剧烈沸腾，但豆浆却没有煮熟。

玻璃管上的裂缝通常很尖锐，容易伤人。我们可以把玻璃管上的裂缝放在火焰上燃烧和熔化。利用它的表面张力，它的尖端会变圆以避免伤害人。如图5所示。

虽然在布伞面上可以看到纱线之间的缝隙，但是雨水不会由于水的表面张力而从伞面上渗漏出来。

我们可以在普通方法制备的肥皂液中加入少许砂糖和一包茶叶，这样制备的肥皂液就可以吹出超级肥皂泡，甚至可以拿在手里玩！这是因为含有糖和茶的肥皂膜的表面张力大大增强，所以肥皂泡不容易破裂。

表面张力的使用远远超过了上面提到的。它也广泛应用于生物学和医学。玩具制造商经常用它来生产各种有趣的玩具。