為什么瓶子里的最后幾滴蠔油，總是最難倒出來(lái)？

倒蠔油的時(shí)候，你一定也遇到過(guò)這種情況： 瓶子斜舉在半空，一滴、兩滴、三滴......你以為馬上就結(jié)束了，可總感覺(jué)還有最后一滴，遲遲不肯落下來(lái)。你等了10秒，又等了10秒，甚至忍不住晃一晃瓶子，想讓它快一點(diǎn)。

其實(shí)，不只是蠔油，還有洗完鐵鍋后，那層薄薄的水膜——它們?yōu)槭裁淳褪恰百囍蛔摺保渴瞧孔釉O(shè)計(jì)有問(wèn)題，還是我們倒的方式不對(duì)？

更讓人好奇的是：那些黏在鍋壁上、瓶壁上的最后一滴，到底要多久才能流完？為什么有些瓶子里的液體幾乎倒不干凈？

而這個(gè)問(wèn)題，居然真的有人認(rèn)真研究過(guò)。

圖片源于網(wǎng)絡(luò)

物理學(xué)家算了一筆

廚房里的賬

來(lái)自布朗大學(xué)的托馬斯?杜塔（Thomas Dutta）和唐建新（Jay Tang）教授，就用流體力學(xué)的方法，算出了答案。

他們把廚房容器傾斜45度，用流體力學(xué)的核心方程去計(jì)算：容器內(nèi)壁上那層薄薄的液膜，要多久才能流走90%？

結(jié)果因液體不同，差異大得離譜。

• 水只要幾秒鐘；

• 牛奶大約30秒；

• 換成橄欖油，得等9分鐘以上；

• 要是冬天那種濃稠的楓糖漿，可能要等上幾個(gè)小時(shí)。
  

圖片源于網(wǎng)絡(luò)

為什么同樣是液體，差別卻能大到這種程度？區(qū)別在于：黏度。

黏度越高，液體內(nèi)部的摩擦力越大，分子之間“手拉手”拉得越緊，越不愿意在重力的催促下往下流。水幾乎不怎么抵抗重力，所以幾秒就走干凈了；楓糖漿則像一群賴在沙發(fā)上不肯起來(lái)的人，你把沙發(fā)豎起來(lái)，他們也只是非常非常緩慢地往下滑。所以，那些你覺(jué)得頑固的液體，其實(shí)只是更黏，更不愿意動(dòng)而已。

看似日常的問(wèn)題

背后卻是經(jīng)典物理

這項(xiàng)研究發(fā)表在《流體物理學(xué)》（Physics of Fluids）期刊上，乍一看，它像是在一本正經(jīng)地搞笑，但它的來(lái)頭一點(diǎn)不含糊。

杜塔和唐教授用的是納維-斯托克斯方程，這套方程是整個(gè)流體力學(xué)的基石，從飛機(jī)機(jī)翼周圍的氣流到血管里的血液流動(dòng)，全靠它描述。

簡(jiǎn)單說(shuō)，它就是一組告訴你“液體在各種條件下會(huì)怎么動(dòng)”的數(shù)學(xué)公式。兩位物理學(xué)家從中挑出了專門適用于黏性主導(dǎo)的部分，來(lái)分析廚房里這些慢吞吞的液體。

圖源：布朗大學(xué)

有意思的是這項(xiàng)研究的起因。杜塔是唐建新教授的博士生，平時(shí)研究的是細(xì)菌在濕潤(rùn)表面上怎么移動(dòng)和擴(kuò)散，本身就需要深入理解薄層液體的流動(dòng)規(guī)律。為了訓(xùn)練這方面的直覺(jué)，師徒倆決定從廚房里找題目。

杜塔想起了他的奶奶，老人家每次都要把容器里最后一滴液體倒干凈，執(zhí)著得很。唐教授則帶來(lái)了自己的廚房難題：鐵鍋洗完之后，怎么處理鍋壁上殘留的那層水？

一口鐵鍋

引出另一個(gè)問(wèn)題

用鐵鍋?zhàn)鲲埖娜硕贾溃F鍋靠的是表面那層油膜來(lái)防止食物粘連，因此洗完鍋之后不能拿布去擦，否則會(huì)把養(yǎng)好的油膜蹭掉。但也不能讓水一直留在鍋里，鐵遇水會(huì)生銹。

唐教授的辦法是：洗完鍋之后等一會(huì)兒，讓鍋壁上的水膜慢慢匯聚到鍋底，再把水倒掉。

但問(wèn)題來(lái)了，到底該等多久？ 杜塔用同一套流體力學(xué)方程做了計(jì)算機(jī)模擬。答案是：大約15分鐘。

唐教授聽(tīng)到這個(gè)數(shù)字的時(shí)候說(shuō)自己“又驚訝又有點(diǎn)失望”，因?yàn)樗綍r(shí)只等一兩分鐘就倒水了，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。十幾年的鐵鍋使用習(xí)慣，被自己學(xué)生的計(jì)算推翻了。

研究者還做了一個(gè)非常直觀的實(shí)驗(yàn)。他們用一口舊鐵鍋?zhàn)鰧?duì)比：一次是洗完鍋后只倒一次水；另一次是在第一次倒水后，間隔1分鐘再倒一次。

結(jié)果很明顯——只倒一次水的情況下，鍋底會(huì)殘留一層水膜，經(jīng)過(guò)約10小時(shí)自然干燥后，可以清楚看到銹跡；而進(jìn)行第二次倒水后，鍋底殘留的水明顯更少，10小時(shí)后幾乎看不到生銹。

也就是說(shuō)，一個(gè)看似簡(jiǎn)單的動(dòng)作——多等一分鐘，再倒一次水，就能顯著改變結(jié)果。

單次與雙次倒水操作后鐵鍋生銹情況對(duì)比。A、B為單次倒水情況，C、D為雙次倒水情況。圖源：參考文獻(xiàn)[1]

物理其實(shí)一直就在你身邊

這大概就是物理學(xué)最迷人的地方。它并不只存在于高精尖的實(shí)驗(yàn)室，也藏在我們每天的生活細(xì)節(jié)里。

同一套方程，能描述大氣環(huán)流，也能告訴你鐵鍋里的水大約需要15分鐘才流干凈。唐教授說(shuō)，這些物理規(guī)律就在廚房里等著，和他們實(shí)驗(yàn)室里研究的完全是同一回事。而他們從這種連接中感受到的，是純粹地做物理的快樂(lè)。

所以下次你舉著瓶子等最后那點(diǎn)蠔油的時(shí)候，別急，也別搖。把瓶子傾斜45度，然后去干點(diǎn)別的。

物理學(xué)已經(jīng)替你算好了，它會(huì)下來(lái)的，只是需要一點(diǎn)時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

[1]Thomas T. Dutta et al, Thin film flow in the kitchen, Physics of Fluids (2026). DOI: 10.1063/5.0308586.

來(lái)源：科普中國(guó)

編輯：endlesscliff

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