蛋壳试验_蛋壳渗透测试

鸡蛋壳里的薄膜是否会让水渗透

在薄薄的蛋膜上，有许多微孔，这个孔能让细小的水分子通过并进入蛋中，但较大的蛋液分子却不能通过，是一层“半渗透膜”。

如何探索鸡蛋的渗透作用？

下用介绍一下用鸡蛋做的渗透作用的实验，一些同学可能知道：用肠衣、萝卜皮、猪膀胱和火棉胶也可以做这个实验，但用鸡蛋做该实验，在以下两方面都有改进：

1.用鸡蛋壳做实验可以说是废物利用，处处都有，不像肠衣、猪膀胱那样不易得到。

2.鸡蛋壳内的那层薄膜是一种效率很高的半透膜，所以本实验所用的蔗糖溶液比较稀，可以节省蔗糖。

实验步骤：

1.用锋利的小刀在鸡蛋大头的一端挖出一个小圆洞，洞的大小以能在洞内插进一根细玻璃管为宜，然后让鸡蛋内的蛋白和蛋黄从小洞中流出来（用碗接受后，可供食用，以免浪费）。

2.把鸡蛋壳小的一头（约占整个鸡蛋壳面积的1/3）泡在6摩/升盐酸中，把这1/3的蛋壳溶解掉，使它只剩下一层薄膜。小心地用滴管慢慢地将5％蔗糖溶液（里面加几滴红墨水以染成红色）加到鸡蛋壳内，直到加满为止。把一支长20厘米的细玻璃管插在蛋壳上的小圆洞内，再把熔化的石蜡滴在玻璃管与蛋壳的接缝处，使它完全密封。

3.找一个大小合适的玻璃杯或玻璃瓶，在里面装满清水，把装满蔗糖溶液和带有玻璃管的鸡蛋壳全放在玻璃杯（瓶）上，使蛋壳能卡在杯口，而薄膜部分则完全浸在水中。

不久，你会发现红色的蔗糖溶液慢慢地在玻璃管内上长，几个小时以后，溶液就会溢出管口，说明玻璃杯中的水已经渗透到鸡蛋壳里面了。

注意，本实验所用的鸡蛋也必须是新鲜的，不能用经石灰（或水玻璃）处理过的鸡蛋。

把一个鸡蛋放到万米深的海底会是什么情况？

鸡蛋问题那么多。预计10月份会有一系列关于鸡蛋力学的视频。请注意他们。针对这个问题，一万米水深的高压会不会把薄薄的蛋壳压碎？一切让数据说话。

1.万米深海环境参数

在地球上，海洋的平均深度为3700米，能达到10000米深度的海洋并不多。最深的是著名的亚纳海沟，马里，最近的测量记录为11040.41米

在一万米深度的环境中，不仅阳光达不到底部，而且由于水压的存在，压力变得非常大。根据流体力学中的水压计算公式，可以得出水深10000米处的水压约为100MPa。这种水压对人体来说肯定是无法承受的，有些金属实体是可以承受的。实际上，100兆帕对于普通金属来说是微不足道的。

2.鸡蛋的力学模型

蛋壳不是金属，承载能力肯定远不如金属。那么它能承受100MPa的静水压力吗？我发现了一些信息。江苏大学的一些人对鸡蛋做了研究。他们做了静态测试，得到了下面的曲线。所以鸡蛋的最大受力在50n1以下。但是这个学生显然不是搞力学的，也没有画出关键的应力-应变曲线(只是力的单位是N，应力的单位是Pa)。

根据他文章中对实验的描述，他只是用压头压了一下鸡蛋，然后记录下受力情况。在蛋的肚子里，如下图。黄圈的面积为a，所以鸡蛋的极限压应力可以计算为1.14MPa，我们假设鸡蛋的腹部半径为2cm，厚度为0.35 mm，这是一个保守的估计，因为它靠近压力头，压力头是损坏的危险部位，鸡蛋内有蛋液。因此，取系数1.5，蛋壳的极限压应力约为0.76MPa。

3.讨论结果

一般情况下蛋壳内压与外压是平衡的，即有1个大气压的内压。外压100MPa，荷载形式如下。

结果如下：最大应力为393兆帕，远远超过鸡蛋的极限应力。这个应力值甚至超过了普通金属的承载能力。

4.模型的缺点

上面的计算模型有一个明显的缺点：蛋壳的紧密度。在上面的计算中，假设蛋壳是密封的，海水不会侵蚀到蛋壳里。这样会造成内外巨大的压力差，从而压坏鸡蛋。一个真正的鸡蛋怎么密封？蛋壳的结构是一种生物结构。从微观来看，有很多空隙。由于透气性的要求，显然不可能密封生物结构。

所以当一个鸡蛋在一万米的深度时，水会渗透到鸡蛋里面，这样里面和外面的压力差就会小很多。如果时间足够长，内外压力将与100兆帕完全相同。此时蛋壳的极限应力不能用1MPa的宏观值来表征。此时蛋壳的主应力为100MPa。这种压力是否超过蛋壳的微观能力还不得而知。5.摘要

鸡蛋在水深一万米以下，受到100MPa的水压就会被压碎。但如果鸡蛋落地的过程很慢，海水会渗入鸡蛋内部，此时鸡蛋是否被压碎，需要从蛋壳分子结合能的角度进行分析。