磁化水是一種被磁場(chǎng)磁化了的水，讓普通水以一定流速沿著(zhù)與磁力線(xiàn)垂直的方向切割，通過(guò)一定強度的磁場(chǎng)，普通水就會(huì )變成磁化水。磁化水有種神奇的效能，在工業(yè)、農業(yè)和醫學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應用。根據中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會(huì )(衛生部)2005年第10號公告，涉水產(chǎn)品不得宣稱(chēng)有保健作用?，F在市面上對磁化水炒作的也很多，有磁化水龍頭、磁化杯和磁化壺，這些產(chǎn)品產(chǎn)生的水是真的磁化水嗎？特別網(wǎng)絡(luò )上也充斥著(zhù)“磁化水是騙人的種種說(shuō)法”。本文以磁化紫砂壺的磁化水為研究對象，用拉脫法測試其表面張力系數，并與普通水表面張力系數加以比較。

1實(shí)驗原理與內容

本實(shí)驗采用的水取自上海交通大學(xué)物理與天文學(xué)院凈化飲水機可直接飲用的水(含有礦物質(zhì))；磁化紫砂壺是宜興市某公司生產(chǎn)的陶器，由壺蓋和壺底的兩塊釹鐵硼磁鐵構成的恒定磁場(chǎng)，約0.22 T。

1.1實(shí)驗原理

一個(gè)金屬環(huán)固定在傳感器上，將該環(huán)浸沒(méi)于液體中，并漸漸拉起圓環(huán)，當它從液面拉脫瞬間傳感器受到的拉力差值，即液體表面張力為

f=π(D1+D2)α

式中：D1、D2分別為圓環(huán)外徑和內徑；α為液體表面張力系數。

實(shí)驗中，液體表面張力可由下式得到：

f=(U1-U2)/B

式中：B為力敏傳感器靈敏度，V/N；U1、U2分別為即將拉斷水柱時(shí)數字電壓表讀數以及拉斷時(shí)數字電壓表的讀數。

實(shí)驗所用的液體表面張力系數測定儀主要由實(shí)驗裝置和數字電壓表組成，如圖1所示。

1-調節螺絲;2-升降螺絲;3-玻璃器皿;4-吊環(huán);5-力敏傳感器;6-支架;7-固定螺絲;8-航空插頭;9-底座;10-數字電壓表;11-調零旋鈕

圖1液體表面張力系數測定儀裝置

1.2實(shí)驗內容

根據磁化水的定義，形成磁化水的條件有：普通水(即含有一定礦物質(zhì)的水)；一定的流速；切割磁力線(xiàn)；恒定磁場(chǎng)。本實(shí)驗的磁化壺出水速度不快，水也不是完全切割磁力線(xiàn)，這樣流出來(lái)的水是否是磁化水呢？本文把實(shí)驗分成下列3種情況進(jìn)行討論。

(1)將凈化飲水機里的水倒入磁化紫砂壺，靜置后間隔一段時(shí)間進(jìn)行測量，觀(guān)察表面張力系數是否有變化，此時(shí)的水命名磁化水1。

(2)將凈化飲水機里的水倒入磁化紫砂壺，輕微晃動(dòng)(5次以上)再靜置10 min后進(jìn)行測量表面張力系數，此時(shí)的水命名磁化水2。

(3)測出普通水的表面張力系數，并將磁化水1、2與普通水的表面張力系數進(jìn)行比較。

2實(shí)驗數據處理

2.1硅壓阻力敏傳感器定標

力敏傳感器上分別加各種砝碼，測出相應的電壓輸出值，實(shí)驗結果見(jiàn)表1。

表1力敏傳感器定標

經(jīng)最小二乘法擬合得儀器的靈敏度B=3.19 mV/N，擬合的線(xiàn)性相關(guān)系數r=0.999 99。上海地區重力加速度g=9.794 m/s2。

2.2普通水和磁化水表面張力系數的測量

用游標卡尺測量金屬圓環(huán)：外徑D1=3.500 cm,內徑D2=3.334 cm，調節上升架，記錄環(huán)在即將拉斷水柱時(shí)數字電壓表讀數U1，拉斷時(shí)數字電壓表的讀數U2，結果見(jiàn)表2。求平均值得出此溫度下普通水的α=71.96 mN/m。

表2普通水的表面張力系數測量(溫度26.0℃)

利用多次測量求平均值的方法求出不同時(shí)間下磁化水1、2的表面張力系數并與普通水的表面張力系數進(jìn)行比較，見(jiàn)表3。表面張力系數隨著(zhù)磁化時(shí)間的變化見(jiàn)圖2。

表3磁化水表面張力系數隨磁化時(shí)間的變化(溫度26℃)

圖2表面張力系數隨磁化時(shí)間的變化圖

2.3數據分析與討論

(1)從圖表可以看出，磁化水2在最初的前60 min內表面張力系數有了較大的變化，最大差值為7.8%

(2)磁化水1、2都有一段時(shí)間的穩定值，變化不大，但是隨著(zhù)時(shí)間的逐漸延長(cháng)，表面張力系數有減小的趨勢。但是，因為一直在恒定磁場(chǎng)中，所以表面張力系數還是比普通水的表面張力系數大一些，該結論在后續的實(shí)驗數據中也證實(shí)了。

(3)磁化水1的表面張力系數雖然經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后會(huì )比普通水的大一些，但是差值不是太大，最大差值為2.0%。

3結論

(1)磁化水1嚴格來(lái)說(shuō)不是真正的磁化水，因為真正的磁化水離開(kāi)磁場(chǎng)的一段時(shí)間內(在本實(shí)驗中至少在24 h左右)一般不會(huì )消失磁化水的特性，而磁化水1的表面張力系數在一開(kāi)始就沒(méi)發(fā)生變化，即使有變化也不算很大，且在測數據過(guò)程中磁化水1離開(kāi)磁場(chǎng)一段時(shí)間(7～8 min)后很快就接近普通水的數據，所以磁化水1是假磁化。

(2)磁化水2因為在最初時(shí)晃動(dòng)過(guò)，也就是內部的大部分水切割過(guò)磁力線(xiàn)，所以一開(kāi)始10 min表面張力系數就有了較大的變化，后面在離開(kāi)恒磁的環(huán)境中進(jìn)行測量表面張力系數時(shí)，數據相對穩定且保持與普通水較大的差值。

綜上所述，磁化紫砂壺要想獲得真正的磁化水，最好在倒入水后輕微晃動(dòng)(至少5次以上)，這樣雖然不能?chē)栏駶M(mǎn)足磁化水的條件，但是磁化的水至少保持較長(cháng)時(shí)間的磁化水的特性。