冰不導電、眼淚倒流……《哪吒2》隱藏的物理學，你看懂了嗎？

近日，國產動畫電影《哪吒之魔童鬧?！?簡稱《哪吒2》)登頂中國影史票房榜榜首。這部電影不僅劇情精彩、制作精良，里面還藏了不少物理知識。在電影里，哪吒和某位能夠化身為電、瞬間移動的角色有一場超酷的打戲，哪吒將水凍成了冰，阻止了電流的傳導，從而化解了危機。為什么水可以導電，而冰卻不行呢？

此外，敖丙在深海中流淚，但眼淚是往上方流，而不是順著臉頰往下流的。為什么會這樣呢？本期少年派就帶大家解讀《哪吒2》中隱藏的物理學。

1 為什么水能導電，冰卻不行？

之所以水能導電，主要因為它能夠溶解其他物質，特別是電解質。電解質在水中溶解時，會分解成正負離子。例如，食鹽(氯化鈉，NaCl)在水中溶解后會變成鈉離子(Na)和氯離子(Cl)，這些離子在水中自由移動，從而大大降低水體的體電阻。

當有電壓施加在水的兩端時，使得離子移動而形成電流。這就是水能夠導電的原因。導電性能的好壞，取決于電解質所含自由離子的數量。自由離子數量越多，體電阻越低，導電性越好。

自然環境中的水通常含有各種礦物質和雜質，這些雜質會顯著提高水的導電性。因此，我們通常說的“水能導電”，其實是指含有雜質的水，嚴格來說純凈的水其實是不導電的。

水能導電，但當水變成冰的時候，情況就變了。在固態冰中，水分子又通過氫鍵形成了規則的晶體結構。這種結構就像給離子們建了一堵墻，讓它們很難再自由移動。所以，冰里幾乎沒有可以自由移動的離子，它的導電性非常弱。

2 為何敖丙的眼淚在海里往上流？

電影中有一個場景：敖丙在深海中真情流露，熱淚盈眶。但他的眼淚是往上方流的，而不是順著臉頰往下流。不少小朋友會疑惑，為什么會這樣呢？

首先，我們要了解一個非常重要的概念——密度。密度就是單位體積內物質的質量。而比較密度的大小，簡單來說就是看同樣大小的體積，哪種物質更重。比如，鐵塊和木塊，同樣大小，鐵塊因為更“緊實”，所以更重，密度更大。

接下來，我們來看看海水和眼淚的密度。海水里含有很多鹽分和其他礦物質，所以它的密度比普通淡水要大。而且，海水的密度還會隨著深度和溫度的變化而變化，深海的海水密度通常比淺海的大。

眼淚雖然也含有一些鹽分和蛋白質，但總體來說，它的密度還是更接近人體內部的液體。因此，和深海的海水比起來，眼淚的密度要小一些，即便處于海水之中，由于密度上的差異，仍會有一種“往上浮”的趨勢。

想象一下，如果你把一個輕飄飄的氣球放入水中，它會因為比水輕而往上浮。眼淚在海水中的情況也是類似的。由于密度上的差異，眼淚會呈現一種“往上浮”的情況。當然，這里的“往上浮”并不是指眼淚真的像氣球那樣浮出海面，而是指它在海水中的運動趨勢是向上的。

再加上海水的流動、溫度差異、鹽度分布等多種因素的影響，就可能造成我們看到的動畫片中敖丙眼淚往上流的奇特景象。

標簽：