本期动图将突显越来越多有意思的物理现象。

《星际迷航》一贯是二个开创性的八种,它能够在二个不敢后人的、近乎乌托邦式的前景中为社会提供一面镜子,向大家提供2个新的观点来化解和沉思人类的难点。可漂流的星际迷航已经向更接近实际的取向迈进了一步。
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化学实验动图又与大家会师啦~

好久不见,炫目动图又回来了!企图青睐受化学实验的野趣了啊?

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数10年来,切磋职员一直在希图动用旋转声场的本事来做那件事。直到今后,那早已表明是不容许的。这是因为旋转的声场将一部分旋转运动转移到实体上,使得它们更快地活动,变得不安静。但奥兰多高校的商讨职员们确实不负众望示范了“捕捉比声波波长越来越大的物体”的技艺力量,创立出通过操控声波来兑现物体移动。

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活塞队(Detroit Pistons)打火

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原理:那是一种引火装置,在其间放入小片的引火物,并神速地压下底特律活塞队(Detroit Pistons)就可以引燃。那足以看成是气体绝热压缩的进度,依据理想气体状态方程,绝热进度满足电视(γ-1)=常数,也便是说,随着体量V的削减,温度T会跟着上升。空气的比热容比γ≈一.四,假设将空气的体积压缩为本来的1/5,则温度会进步到原来的二倍左右。固然室温为300K(贰6.85℃),2倍正是600K,即300℃以上。那壹热度能够激起繁多大规模易燃物,比如动图中的棉絮。

花絮:激起之后要高速把底特律活塞(Detroit Pistons)抽取,以防火种因为氪气耗尽而未有。假使您有意思味,也能够友善DIY3个。

危险:低。打火活塞队是一种相对安全的引火方法,它在郊外也很实用。注意不要用火棉(gun
cotton)或气体燃料来引火,不然底特律活塞(Detroit Pistons)可能会被猛喷出来。

录制者:Veritasium

研讨者声称他们1度开垦出一种采纳高振幅声波来悬浮、移动、旋转小物件的牵引光束,进程中不会和物件发生接触。那是一种能够从声波中成立出的“Mini暴风”装置,一种声波旋涡,外闹而内静。那种“Mini沙暴”有丰富的能量传输大型物体,并维持它们在空中飘荡。其借助了“牵引声波”的规律,让实体能够被抓走、并漂浮在声波发生器的上方。就算进一步上扬,那项本领最后有非常大大概令人类落成空中飘浮。但在此之前,它更有十分的大希望被用来调节体内的药物胶囊、微器具手术、乃至在非接触生产线上建立一些娇小的物件。
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鲁米诺发光

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原理:鲁米诺(三-氨基邻苯二甲酰肼)是1种常用的发光化学试剂。在示范实验中,一般用双氧水和一种氢氧化学物理碱(举个例子氢氧化钠)的溶液作为激发剂,并用含铁化合物催化过氧化氢分解。鲁米诺与氢氧化学物理反应生成了多少个双负离子,这些离子又有什么不可与双氧水分解产生的氟气反应,生成激发态的叁-氨基邻苯二甲酸,当它回到基态时,就能够时有产生海水绿的光。

威尼斯人开户 5图影片来源于:wikipedia

花絮:推断不少人都以从刑事考察剧或许推理小说中听闻鲁米诺试剂的,假如将上述反应中的催化剂换到血液中的铁,那也就成了四个检查评定痕量血迹的影响。

危险:十分低,需求注意氢氧化学物理和双氧水的腐蚀性。

录制者:bkrieg564

尼龙绳

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原理光彩夺目动图,悬浮小车获取重大突破。:那是3个合成尼龙的实验,反应产物经常是尼龙陆拾。两某个反应物分别溶解在水和壹种与水不混溶的有机溶剂当中(例如说能够是环丙烯),反应只在三种液体的交分界面上产生。当两层液体接触时,大家会看出分界面上产生1层薄膜,接着拎起薄膜,反应在交分界面上传承爆发,由此就产生了一条能接踵而至 一拥而上拉出液面的“尼龙绳”。那“绳子”仍是可以越拉越长,乃至卷到线轴上边。

威尼斯人开户 7纺线中……录制者:Bryony
Hockin

在此处,水溶液中溶化的反应物是己2胺,有机溶剂中溶解的是癸2酰氯,它们的影响如下:

威尼斯人开户 8图表来源于:

花絮:那些演示实验的发明者之1是物文学家Stephanie·克沃勒克(StephanieKwolek),她进一步有名的阐发是1种叫做“凯夫拉”的强韧聚合物纤维。

威尼斯人开户 9手持凯夫拉结构单元模型的Stephanie•克沃勒克,图片来源于:MichaelBranscom

危险:中。反应本身并不可以,但反应物具备腐蚀性、有机溶剂易燃,只应在正儿8经实验室进行操作。操作时应戴护目镜及手套。

录制者:Ward’s
Science

水之桥

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原理:几个装满去离子水的烧杯相互接触,假诺那时给它们之间加上数千伏的电势差,那么即便把三个烧杯拉开几分米距离,二者之间也仍然会有一条“水桥”相连。那1意况的切实原理还有待进一步研讨,近年来广泛感觉它是和外面液体发生极化有关。

花絮:诶?这么些不也是电解水的尝试装置吗?不是的哦,电解水的实施平常供给插手离子加强导电性,而那几个试验则供给水10分单一。借使水中溶入了离子,“水桥”的牢固性会变差许多。

危险:中高。请勿在家庭玩耍高压电君……

录制者:Del Giudice, E et
al

到近年来甘休,他们采纳这一本领和功能为40千赫的超声波,成功让1个直径2分米的聚苯四10烷小球悬浮起来。其尺寸已经远超
2倍声波的波长,过去钻探人士曾用声波牵引束调整过部分极小的物体,此次试验是从那之后用声波牵引束调控的最大物体。Asier
Marzo学士说:“声学商量人口多年来直接因尺寸限制而倍感寒心,因而找到克服那壹主题材料的点子令人满足。小编以为那为无数新应用展开了大门。”同三个系统有1天恐怕会运送越来越大的物体,例如人,以致车辆。

人为上坡雾

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原理:在纸片的不等职位上先行分别滴上了浓乙酰胆碱和浓氨水,那三种东西都有极强的挥发性,而它们在氛围中相见也会形成氯化铵,营造出蒸发雾效果。

花絮:此外2个广泛的言传身教实验“氨气喷泉”体现了那种气体在水中极强的溶解性。当瓶中的氨气接触含有果导的水时,它们相当的慢溶解形成瓶内压强减小,产生灰湖绿的倒吸喷泉:

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危险:好低,可是浓泛酸和浓氨水具备激情性,要求专注通风,防止吸入。

录制者:NightHawkInLight

试管中的雷暴

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原理:那是三个合乎关灯欣赏的试验,试管中闪现的火焰仿圣像是一场Mini打雷。

场所包车型地铁完结格局如下:实验者首先试管中翻腾了1部分酒精,然后用滴管在乙醛层的江湖小心地参预一些浓硫酸。接下来,在试管中丢进一些高锰酸钾固体小微粒就能引发反应。高锰酸钾会与浓硫酸反应,爆发七氧化二锰(高锰酐)。那种物质氧化性强而且很不安宁,接下去它又会氧化乙醛,形成强烈的反应现象。

威尼斯人开户 14投入固体高锰酸钾引发反应。图片来源:NurdRage

花絮:此前还介绍过其余一种关系7氧化2锰的示范实验。用玻璃棒蘸取一点浓硫酸和高锰酸钾固体,然后生成的微量7氧化二锰在触发棉花之后会生出火球。

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危险:高。反应强烈,有早晚液体冲出试管和爆炸的风险。该反应只应由职业职员操作,必须调整在小框框进行,面罩、护目镜、消防设备1个都无法少。

录制者:NurdRage

固体依旧液体?

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原理:包粟三磷酸腺苷与水的混合液是一种具有胀流性(dilatant)的非Newton流体,缓缓施力时它显现得像液体,而须臾间施力则会让它展现固体的长相。你能够把它想象成一团面粉,当您把面粉抓起来的时候,面粉颗粒会暂缓从指缝流走,此时颗粒是散落的,展现液体的特色。而当你1拳打在面粉上时,颗粒会互相挤压而使阻力增大,显示固体的性状。

花絮:《生活大爆炸》第一季第1聚焦,Geek们就曾把大芦粟泛酸液体放在低音喇叭上看它跳舞。不仅如此,人还足以高速跑过参与大量大芦粟粒维生素的流体,但假诺站在上头不动则会陷下去:

危险: 异常低。可是,陷进包谷泛酸浆大概不太轻松爬出来,请小心。

录制者:bendhoward

与磁悬浮本事差别,“牵引声波”能够捕获大大多固体和液体。而斯特拉斯堡高校的新技艺,则选取了长足波动的声波涡旋方案。开垦那项仿真的高档次和等第切磋员
Mihai Caleap
大学生表示:“随着声波功率的提高,那项技艺有大概托起越来越大的实体”。尽管从前人们以为选拔很低的声波频率能够完结一致的结果,但次声波实验对人类来讲照旧非凡危急的。

火球

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原理:右边四个表面皿中的固体和液体分别是高锰酸钾与浓硫酸。在那边,浓硫酸表现出了它的“脱水性”,它与高锰酸钾固体反应,生成了7氧化2锰(高锰酐)。7氧化贰锰是1种不平稳的强氧化学物理,当它接触到棉花时,能够与之反应并招致焚烧。

花絮:在历史上,硫酸也已经被用来引燃火柴。第贰个当代意义上的火柴是1805年时让·斯尔(姬恩Chancel)发明的,火柴头上投入了氯酸钾、硫磺、糖等物质,使用时索要在装硫酸的小瓶中浸一下诱惑反应。

危险:中高,浓硫酸须求充裕小心操作,注意幸免并远隔易燃货品,需求在通风出色处实行。高锰酐具备腐蚀性、强氧化性和爆炸性,实验时应佩戴护目镜或面罩,并保管只进行一点点混合。不要随便扩展影响物量或用其它有机物反应,因为影响可能会过度激烈。

录制者:royal chemistry
society

跳动的汞心

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原理:该实验有多样本子,一般操作方法是在表面皿中进入一滴金属汞,然后覆盖上带有硫酸和一种氧化剂的水溶液(比方说氧化剂能够是重铬酸钾,也许高锰酸钾、双氧水等)。接下来实验者用2个铁钉轻触汞滴,在高档接触到汞滴时,能够洞察到它的抖动。依照实验条件的不如,还会产出分裂的“跳动”格局。

当铁钉接触汞滴时,二者组合原电池,发生电化学反应。以双氧水作为氧化剂的场地为例,发生的电化学反应如下:

威尼斯人开户 19图形来源参考文献1

电化学反应更动了汞滴表面包车型地铁电荷分布和外部王金良,由此汞滴爆发共振。

花絮:液态金属镓也得以用来类似的“心跳”现象演示。

危险:中高。硫酸及氧化剂具备腐蚀性,汞蒸气有害,实验应在通气橱内操作。

录制者:wwwperiodictableru

声波悬浮

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原理:高声强的声波具有非线性效应,那1效益可对声场中的物体发生压差,将轻小物体悬浮在声波驻波的波节相近。上海体育场所中的此次实验在上下左右都安装了超声波相控阵列,从而完结了对实体的三维移动。(越多读书:声悬浮为何能让水浮在上空中?)

花絮:在原录制中,来自东瀛的商量者们还用那种设置悬浮了钉子君、螺母君、火柴君、电阻君、二极管君和肥皂泡君……够啊快放人家下来!声悬浮还有更多应用地方,比方使用它能够使液滴脱离容器的震慑,因此便能够制备深度过冷的液体,并越来越好地垄断(monopoly)晶体产生的经过。

危险:十分低。但是,若是硬要造出声场极强的设施来悬浮人类,则有希望引致身体爆炸或严重的内出血……

录制者:落合陽一

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汇合泡沫

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原理:那是生成聚氨酯泡沫材料的反射,原料包罗异氰酸酯、多元醇以及发泡剂等助剂。聚氨酯(PU)是指主链中涵盖氨基甲酸酯特征单元的一类高分子,它们化学属性稳固,而且力学品质也有十分大的可调性,由此在工业和生活中都有科学普及的运用。聚氨酯泡沫能够用作保温材质使用。

花絮:比方,就会让您体会到聚氨酯的“戏路”有多广:市面上的人工皮革制品许多是聚氨酯质地的,而最常见的非乳胶型保险套所用的也是聚氨酯,它仍是能够做成沙发软垫和鞋底。

危险:极低,应注意制止吸入,幸免接触皮肤和眼睛。聚氨酯泡沫笔者是十分易燃的,因而不少经贸产品都会先行出席阻燃剂。

录制者:Maciej
Miksztowicz

红蓝变色

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原理:试管中装的是氯化钴(II)溶液,加进去的事物则是泛酸。这里反映的实际是溶液中的2个化学平衡的变动。钴会以二种区别的协作物状态存在:“水合”状态的合作物是粉古铜黑,而“无水”状态的氯协作物则是青黄。参加乙酰胆碱在溶液中引进了越多氯离子,那会促使化学平衡点变动,发生更加多灰黄的合营物。反应式如下:

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花絮:这是1个契合显示勒夏特列原理的实行,温度的扭转也一样会潜移默化平衡点,升温会让溶液变得更蓝,温度下跌则更红(能够说是十分中学化学了)。

威尼斯人开户 25图形来源:ualr.edu

危险:好低。应在正儿8经实验室中操作,幸免皮肤接触。

录制者:Harryg22

失重

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原理:液体的压强来源于液体所受的引力,失重状态下液体不再对瓶壁发生压力,由此原本从侧面小孔喷出的水柱在天球瓶自由下跌时会渐渐消失。

花絮:那一个实验听起来太轻松了?那么让我们来换1种更伟大上的演说:依照广义相对论的壹致原理,惯性力场与重力场的引力学效应是某些不可分辨的,在酒瓶自由下降的规格中,惯性力化解了双鱼瓶所处局地时空限制内的重力效应,这么些棒槌瓶此时壹度看不见重力场的留存了。

危险:异常的低。在家也可以打开的情理实验,不过要小心别被直径瓶砸到……

录制者:S. Blank’s
Channel

探究人口说,该手艺可使用在两个世界,如遥控进入肉体的药物胶囊或小型手术设备、在不接触的情形下活动易碎物品等。在今后分析和调控太空中的液体方面享有至关首要用途,它们仍可以被研商职员们用来支配非常闷热或腐蚀性极强的材质。它仍是能够帮助切磋职员制作出星际迷航般的牵引光束设备,将物体拉到他们四处的势头。随着技艺不断完善,今后居然有异常的大可能率像科学幻想文章中描绘的那样,借助声波牵引束令人类悬在空中。(科技(science and technology)新意识
康斯坦丁/文)

干冰与镁

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原理:镁条激起后放在干冰个中,反应式:二Mg +CO2 → ②MgO +
C,反应发生灿烂的光柱。

花絮:最早的闪光灯就采取了镁发出的光芒,因而它也被号称“镁光灯”。越多读书:绚烂动图(2):更加多的化学实验。

危险:高。反应进程中,有火花溅出的大概,须求移除周围具备的可燃物,并利用堤防挡板。

威尼斯人开户,录制者:Grant Thompson – “The King of
Random”

瓶中火花

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原理:在瓶中伸进预先经过灼烧加热的焚烧匙,就得到了满瓶飘动的接头火花。这实际是产生在氨气和氦气之间的氧化还原反应。

瓶中优先翻翻了少些浓氨水,并让氨气挥发与空气混合。点火匙里放的事物是三氧化二铬(Cr二O三),在此起到了催化的意义。反应聚集在催化剂颗粒周边爆发,反应放热又把这么些颗粒形成了灿烂的“火花”。有个别地点会称其为“萤火虫实验”。大多数氨会在氧化反应中产生氯气,有少部分或者会被氧化到更加高价。

威尼斯人开户 29身入其境拍也非常漂亮

花絮:这几个试验平日作为重铬酸铵分解“火山”实验的续集,因为重铬酸铵分解产生的三氧化2铬颗粒相当轻微,搜聚起来正好符同盟为该实验的催化剂。“火山”实验的场所见:炫彩动图(2):更加多的化学实验

危险:较高。反应应在通风橱内张开,需戴防护近视镜及手套,前一集的“火山”实验也必须谨慎操作。

录制者:MEL Science

光的慢动作

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原理:201肆年7月二十十七日的《自然》以封面小说\[1\]刊登了当下世界上最快的只收取(receive-only)2D
超摄照一体机,它的拍照帧数达到了1000亿帧/秒,即10皮秒1帧(作为参考,真空中的光在 10 阿秒内度过的偏离约为 3分米)。上海教室正是通过这种录像机拍录的激光脉冲被镜面反射的经过,整个经超过实际际上只经历了
300
飞秒。 为了突显光的轨迹,研商者利用干冰成立了白雾,大家着重到的骨子里是散射光。 

花絮:在那篇故事集中,研讨者们还用这么些才具演示了三个伪超光速实验:1排光波像海浪同样斜着拍到显示屏上,则光斑是以超光速扫过荧屏的。可是,那并不曾什么样用……那类光斑或影子皆以力不从心超光速地传递音信的。

危险:对平常人不构成安全威逼,同时也是生活中全然未有机会观察到的情状……能够追上光速的拍照才具将再次推进基础物教育学的研讨发展,那大概引致某地外文明的消灭(误)。

录制者:Liang Gao et
al

红绿灯

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原理:瓶中的溶液出席了三种成份:氢氧化钠、D-果糖和葱绿巴黎绿(indigo
carmine,或称中性(neutrality)青黑)。橄榄绿蓝色是一种氧化还原提示剂,而同时它又有酸碱提醒剂的职能,也正是说,在氧化还原反应和pH值的效率下,它能够变幻出三种颜色。粉红色茶褐有三种颜色各异的氧化还原状态,在这些影响类别中,当振摇瓶辰时,它会被空气中的氧气氧化,
而在静置时又被葡萄糖还原,由此就招致了变色。假使在不相同的pH情状中张开反应,颜色也会随着改动。下图香港中华总商会结了现实的变脸状态:

威尼斯人开户 32依附皇家用化妆品行学业学会提供的剧情重新绘制。

花絮:除了提醒剂,铅色鲜黄还有别的用途。它是一种食物色素(E13二),在部分泌尿系统手术中也会用到它。

危险:低。在此处氢氧化钠起到调治pH的功效,不会用到很浓的溶液,果糖和水绿海水绿也正如安全。

录制者:royal chemistry
society

焚烧乒球

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原理:制作乒球的守旧材质是赛璐珞,也便是硝化学纤维维塑料。那种材料最大的欠缺正是太过易燃,在动图中大家能够知道地调查到赛璐珞乒球极易点火的特点。

赛璐珞185伍年的时候就被发明了出来,它是用硝酸硫胺素和樟脑等原材料制成的。一般认为,赛璐珞是全人类历史上营造出的第3种热塑性塑料。它有利于塑形,价格又利于,所以在异常时候用途很宽泛,玩偶、女士们的发梳装饰、胶片等等地方都会用到它。不过易燃的风味也拉动了过多难为,在历史上,女士们因为佩戴赛璐珞发梳而被引燃头发的事故就曾持续产生(越多读书:三种要人命的风尚时尚)。

花絮:最近,乒球已经有了更安全的本子。国际乒联规定,从2014年1月3日起乒球重大赛事都应利用非赛璐珞版的新资料乒球。

危险:较高。硝化学纤维维素材质相关的示范实验都亟需小心举行,供给早为之所护目镜、防火手套等防护方法,并远远地离开其余一些易燃货品。点火可发出有害气体,要求丰硕通风。(请不要在家烧乒乓球玩……)

录制者:Periodic
Videos

蓝光

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原理:那是在Sandy亚国家实验室环形主旨商讨反应堆(Annular Core
Research Reactor)拍片到的切伦科夫辐射(Cherenkov
radiation)。介质中的光速是自愧不比真空中光速的,因而它完全能够被其余赶快运动的粒子超越。类似于超音速时会产生激波,当带电粒子的快慢超越介质中的光速时,就能够在活动路线两侧爆发切伦科夫辐射。那种辐射的能量首要在紫外波段,而人眼能够观测到的一对平常表现蓝海螺红的辉光(越多读书:切连科夫辐射是怎么三遍事?)。

花絮:宇宙空间中的某个高能粒子的移动速度可接近光速,因而它们在进入地球大气层时也会生出那种辐射。那种蓝灰褐的闪耀仅持续数飞秒,亮度只有夜空背景的少有。大家不可能直接看出那种闪光,可是它照旧能被切伦科夫望远镜的超快光电传感器捕捉到。

危险:高。一般要到高能放射源的边缘才会出现切伦科夫辐射肉眼可知的景况,所以仍旧不要亲眼欣赏为好……

录制者:Sandia National
Labs

(编辑:窗敲雨)

分段变色

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原理:试管上边石磨蓝的壹部分是加盟了部分硫酸的重铬酸钾溶液,下边透明的一些是乙醚,引发反应时在里头参预了一部分双氧水。接下来,连串内会时有发生强烈的反馈,上面的有机层形成栗褐,并产生气体。

当进入双氧水时,水相中会产生如下反应:K2Cr2O7

  • H2SO4 + 4H2O2 → 2
    CrO5 + K2SO4 +
    5H2O。这里生成的过氧化铬(CrO5,又叫伍氧化铬)是一种不平静的过氧化学物理,它能够溶于乙醚,并拉动淡白灰黄。而不安静的过氧化铬还会一而再爆发反应,生成三价铬盐:2CrO5
  • 7H2O2 +
    3H2SO4 → Cr2(SO4)3
  • 10H2O +
    7O2,试管中冒出的血泡就是那步反应中发出的氦气\[1\]

花絮:过氧化铬在水溶液中也是青色的,只然而经过乙醚萃取,能够让金红保持较长的光阴,以造福观望。

危险:中高,反应激烈,须要戴好手套和护目镜,不要把试管装得太满。

录制者:Thoisoi2 – Chemical
Experiments! 

(编辑:Ent)

翻脸鸡蛋

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原理:将生鸡蛋的蛋清与暗黄分离,在蛋清部分投入少些紫卷心菜汁,就会合到蛋清产生金色。那是因为鸡蛋清是酸性溶液,可使紫包心菜中的暗黄素变色。利用那种措施,能够做出土褐的煎蛋:

威尼斯人开户 37图形来源:instructables.com

花絮:同理,借使再来点芒果汁或然醋调治pH,你仍是能够获得双色煎蛋:

威尼斯人开户 38截图来自:Lifehacker
& Experimenter

危险:异常的低。就算颜色看起来麻烦下咽,但实际煎蛋的可食用性和味道完全不受影响,能够痛快品味(亲测好吃)。

录制者:MEL Science

小说题图:Mini化学实验室(只是玩具啊),由正文小编拍戏。

参考资料:

参考资料:

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