Är osynligt vatten på riktigt? Väl, Ja och nej. Swissmediavision/Getty Images Trollkarlens silkeshandskade händer dansar genom luften, försiktigt dra tillbaka ett ark för att avslöja rekvisiten för hans nästa trick:en glasfiskbehållare. Det verkar tomt, och ändå insisterar illusionisten på att akvariet innehåller en mycket anmärkningsvärd substans:osynligt vatten. Att demonstrera, han placerar en aluminiumfoliebåt inuti tanken, och det guppar glatt upp och ner, som flytande på någon osynlig yta.
Nästa, trollkarlen tar fram en plastkopp och börjar rädda tanken. Det verkar som om han gör lite mer än att härma, och ändå tycks den osynliga vattennivån sjunka för varje kopp. Den lilla båten guppar till och med mer och mer, som om varje dopp av trollkarlens hand stör ytan mer.
Kanske har du sett den här prestationen framförd i en talkshow eller i internetvideor. Hur är det gjort? Utövaren använder inte handen, trådar eller digitala specialeffekter för att flyta den lilla båten. "Magin" på jobbet är ingen mindre än en osynlig gas som kallas svavelhexafluorid (SF 6 ). Denna nyfikna ånga beter sig som fantomvatten eftersom det är tyngre och tätare än luft. När den hälls i en fiskbehållare, den sjunker till botten och kan bära vikten av mycket lätta föremål som flyter på dess yta.
Svavelhexafluorid är helt ogiftigt och icke brandfarligt, vilket gör den idealisk för olika vetenskapliga ändamål. Läkare använder det som en testgas när de studerar andningssystemet, och elkraftsindustrin använder den i stor utsträckning som isolering.
Ämnet har visat sig i allt från Nike basketskor till NASA -rymdfarkoster, men illusionen i synligt vatten är verkligen inte raketvetenskap. Läs nästa sida för att lära dig vad som gör illusionen möjlig.
Inandning av svavelhexafluorid har motsatt effekt av att andas in helium - det sänker din röst tillfälligt. Johner Images/Getty Images Så varför beter sig svavelhexafluorid som en vätska? Allt handlar om vikt och densitet , eller hur nära molekylerna inuti ett ämne är för varandra.
Svavelhexafluorid är en särskilt tät gas - nästan fem gånger så tät som luft. Detta betyder bara att fler av dess molekyler bor i ett visst utrymme än med de flesta andra gaser. Dessutom, varje molekyl av SF 6 väger också mer än en luftmolekyl. Om du släppte ut en luftballong full av svavelhexafluorid (molekylvikt 146) och en ballong full av helium (molekylvikt 4) i luften (molekylvikt 29), heliumballongen skulle stiga till taket och den fylld med SF 6 skulle sjunka till golvet.
Det är därför svavelhexafluorid bara sitter i botten av tanken under experimentet med osynligt vatten. När det gäller hur en liten stanniolbåt kan flyta på ytan, du måste förstå hur ett liknande objekt skulle flyta i vatten - by förflyttning . Medan du kan köra en tank över en frusen sjö, du måste fuska för att flyta den typen av vikt på vatten i sin flytande form. Ett föremål i en vätska upplever en uppåtriktad kraft som är lika med vikten av vätskan som förskjuts av föremålet. Till exempel, en 500 pund (227 kg) båt sjunker i vattnet tills den har förskjutit 500 kilo vatten.
Men även de tyngsta havsfartygen har inte hela sin vikt i botten. Det finns en rejäl mängd luft inuti, så ett väldesignat skepp på 500 pund kommer att förskjuta 500 pund vatten för att avbryta sin vikt väl innan det sjunker under en önskad punkt. Det här kallas bärighet . Samma förhållande gäller med ett fartyg som flyter på ett hav av svavelhexafluorid. Dock, sedan SF 6 är fortfarande en gas och är mindre tät än flytande vatten, det flytande föremålet måste vara mycket lättare för att hålla sig flytande. Detta är anledningen till att osynliga vattenförsök vanligtvis involverar lätta båtar gjorda av en folie.
Många forskare gillar också att visa upp vad som händer när du andas in svavelhexafluorid. Fyll lungorna med gasen, och din röst fördjupas tillfälligt. Detta beror på att ljudets hastighet beror på gasens molekylvikt. Några mumlade ord kommer ut som pip i en lätt gas som helium, men kommer att sakta ner till Darth Vader proportioner med en tung gas som SF 6 . Ljudvågor reser genom kolliderande molekyler. Rent generellt, ju tätare ämnet är, ju snabbare ljudet - men tyngre molekyler rör sig inte så långt.
Så roligt som det här röstexperimentet låter, experter varnar för att andas in svavelhexafluorid utan ordentlig instruktion. Den tunga gasen kommer att fortsätta sitta i botten av dina lungor om den inte drivs ut ordentligt-och det är rummet du behöver för livgivande syre.
Utforska länkarna på nästa sida för att lära dig mer om flytkraft och se videor från experimentet i aktion.
Nackdelen med svavelhexafluoridFörutom dess popularitet på Internetvideosidor, svavelhexafluorid är också känd av en annan anledning. Mellanstatliga panelen för klimatförändringar (IPCC) identifierar SF 6 som den mest potenta gasen för global uppvärmning (GWP). Och eftersom den har en atmosfärisk livslängd på 3, 200 år, varje molekyl av den som släpps ut av industrier och laboratorieexperiment kommer att hålla kvar ganska länge.
Källor
