爲什麼瓶子裏的最後幾滴蠔油,總是最難倒出來?

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倒蠔油的時候,你一定也遇到過這種情況:瓶子斜舉在半空,一滴、兩滴、三滴......你以爲馬上就結束了,可總感覺還有最後一滴,遲遲不肯落下來。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。

其實,不只是蠔油,還有洗完鐵鍋後,那層薄薄的水膜——它們爲什麼就是“賴着不走”?是瓶子設計有問題,還是我們倒的方式不對?

更讓人好奇的是:那些黏在鍋壁上、瓶壁上的最後一滴,到底要多久才能流完?爲什麼有些瓶子裏的液體幾乎倒不乾淨?

而這個問題,居然真的有人認真研究過。

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物理學家算了一筆

廚房裏的賬

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

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

結果因液體不同,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,可能要等上幾個小時。

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爲什麼同樣是液體,差別卻能大到這種程度?區別在於:黏度。

黏度越高,液體內部的摩擦力越大,分子之間“手拉手”拉得越緊,越不願意在重力的催促下往下流。水幾乎不怎麼抵抗重力,所以幾秒就走乾淨了;楓糖漿則像一羣賴在沙發上不肯起來的人,你把沙發豎起來,他們也只是非常非常緩慢地往下滑。所以,那些你覺得頑固的液體,其實只是更黏,更不願意動而已。

看似日常的問題

背後卻是經典物理

這項研究發表在《流體物理學》(Physics of Fluids)期刊上,乍一看,它像是在一本正經地搞笑,但它的來頭一點不含糊。

杜塔和唐教授用的是納維-斯托克斯方程,這套方程是整個流體力學的基石,從飛機機翼周圍的氣流到血管裏的血液流動,全靠它描述。

簡單說,它就是一組告訴你“液體在各種條件下會怎麼動”的數學公式。兩位物理學家從中挑出了專門適用於黏性主導的部分,來分析廚房裏這些慢吞吞的液體。

圖源:布朗大學

有意思的是這項研究的起因。杜塔是唐建新教授的博士生,平時研究的是細菌在溼潤表面上怎麼移動和擴散,本身就需要深入理解薄層液體的流動規律。爲了訓練這方面的直覺,師徒倆決定從廚房裏找題目。

杜塔想起了他的奶奶,老人家每次都要把容器裏最後一滴液體倒乾淨,執着得很。唐教授則帶來了自己的廚房難題:鐵鍋洗完之後,怎麼處理鍋壁上殘留的那層水?

一口鐵鍋

引出另一個問題


用鐵鍋做飯的人都知道,鐵鍋靠的是表面那層油膜來防止食物粘連,因此洗完鍋之後不能拿布去擦,否則會把養好的油膜蹭掉。但也不能讓水一直留在鍋裏,鐵遇水會生鏽。

唐教授的辦法是:洗完鍋之後等一會兒,讓鍋壁上的水膜慢慢匯聚到鍋底,再把水倒掉

但問題來了,到底該等多久?

杜塔用同一套流體力學方程做了計算機模擬。答案是:大約15分鐘

唐教授聽到這個數字的時候說自己“又驚訝又有點失望”,因爲他平時只等一兩分鐘就倒水了,遠遠不夠。十幾年的鐵鍋使用習慣,被自己學生的計算推翻了。

研究者還做了一個非常直觀的實驗。他們用一口舊鐵鍋做對比:一次是洗完鍋後只倒一次水;另一次是在第一次倒水後,間隔1分鐘再倒一次。

結果很明顯——只倒一次水的情況下,鍋底會殘留一層水膜,經過約10小時自然乾燥後,可以清楚看到鏽跡;而進行第二次倒水後,鍋底殘留的水明顯更少,10小時後幾乎看不到生鏽。

也就是說,一個看似簡單的動作——多等一分鐘,再倒一次水,就能顯著改變結果。

單次與雙次倒水操作後鐵鍋生鏽情況對比。A、B爲單次倒水情況,C、D爲雙次倒水情況。圖源:參考文獻[1]

物理

其實一直就在你身邊

這大概就是物理學最迷人的地方。它並不只存在於高精尖的實驗室,也藏在我們每天的生活細節裏。

同一套方程,能描述大氣環流,也能告訴你鐵鍋裏的水大約需要15分鐘才流乾淨。唐教授說,這些物理規律就在廚房裏等着,和他們實驗室裏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。

所以下次你舉着瓶子等最後那點蠔油的時候,別急,也別搖。把瓶子傾斜45度,然後去幹點別的。

物理學已經替你算好了,它會下來的,只是需要一點時間。

參考文獻

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

策劃製作

作者丨Steed 科普創作者

審覈丨孫明軒 上海工程技術大學教授

策劃丨徐來

責編丨王夢如

審校丨徐來 張林林

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