奇怪的物理知识增加啦(Ⅰ)

第一期奇怪的物理知识增加啦

• 别想啦！毛巾是拧不干的(⊙_⊙)？
  • 毛巾主要由脱脂纯棉制成，主要成分是纤维素，而纤维素的化学结构中有很多羟基，在氢键的作用下，水分子会与纤维素结合形成结合水。同时由于水的表面张力，毛巾中的缝隙也因为毛细现象而可以存储更多的水分，这是毛巾吸水的主要原理。在拧毛巾时仍然会有部分水分以结合水的形式存储与毛巾中，想要彻底去除的常见方法就是晒太阳！
  • 多说一句，如果非要尝试用手比较理想地去除毛巾中的水分，你的手可以考虑以洗衣机的转速甩干毛巾。

• 牙膏竟是藏在你身边的非牛顿液体щ(ʘ╻ʘ)щ
  • 牙膏的主要成分是摩擦剂，不同的添加材料赋予牙膏不同的色彩。准去来说，牙膏是一种典型的宾汉流体，它是非牛顿流体的一种。宾汉流体的特点是在受到低应力的情况下产生塑性流动，具有一定的刚性；受到高应力时就按牛顿液体的规律产生粘性流动。当牙膏像流体一样流动时遵循流体力学的定律，流体状态受雷诺系数支配：粘性越大，雷诺系数越小，流动状态为层流状，液体之间平行流动；粘性越小，雷诺系数越大，流体之间会发生湍流而相互融合。
  • 调节要搞不同色彩条材料的雷诺系数，就可以使要搞发生层流而不相互融合，不过当牙膏遇到水以后粘性降低，色彩条之间就会相互融合啦。

• 牙膏泡沫在水面上四周扩散的原因
  • 首先送大家一个概念：在气、液、固三相交界的体系中，存在三种界面张力的作用。气体-固体界面张力倾向于使液体铺张展开；液体-固体界面张力倾向于使液体收缩；对于浸润液体来说，气体-液体表面张力倾向于使液体收缩。接触角就是液体-固体界面张力与气体-液体界面张力之间的夹角。
  • 刷牙能让牙膏起泡泡的重要原因之一就是牙膏中加入了表面活性剂，一般是十二醇硫酸钠。而表面活性剂的加入能够改变溶液体系的界面状态，具体来说就是降低液体的表面张力。
  • 表面活性剂分子周围局部的水表面张力降低的同时，还会受到周围水分子表面张力的拉拽，形成局部水的流动，这是这些原因九十的小泡泡在水面周围四散开来

• 洗澡时沐浴露为何如此丝滑🍫
  • 首先我们知道，洗澡的时候就像下雨天，而下雨天与巧克力更配哦，所以德芙，纵想新丝滑。
  • 咳咳回到正题上，有些沐浴露之所以这么丝滑，还是表面活性剂的功劳！那些丝滑的沐浴露中一般加入了两性型表面活性剂，或者阳离子型，比如甜菜碱类和季铵盐类，这些表面活性剂不会和水中的镁离子和钙离子结合，因此就不会形成皂垢(想想家中烧水的水壶就行)。既然不能被镁离子钙离子捕获，但表面活性剂分子总得有个安身立命的地方，于是你的皮肤就成了首选的好去处，所以就有一种丝滑的质感。
  • 但我们知道并不是所有的沐浴露都那么丝滑，那些沐浴露的表面活性剂一般是阴离子型，或者含有皂基，比如成分中含有脂肪酸或氢氧化钠，用这种沐浴露洗澡就能完美复刻香皂的效果
  • 仔细想想还是想说说香皂，香皂的主要成分是脂肪酸钠，在水中后电离产生脂肪酸根，这是一种阴离子表面活性剂，烷基部分与有机分子亲和力强，带负电部分与水分子亲和力强，于是它在随水漂流的同时还能带走表面污渍。不幸的是，水中含有钙离子和镁离子，脂肪酸根容易与之结合形成皂垢残留在皮肤表面，所以洗完澡容易感到皮肤干燥

• 嘘！悄悄告诉你提高生气时撕东西震撼力的奇淫技巧
  • 众所周知，人们在发脾气时喜欢破罐子破摔，以此达到让对方屈服的目的。为了表达出强烈的委屈，通常人们喜欢大把大把撕东西，但是叠罗汉叠多了不好撕，就容易涨对方气势。解决这个问题的最好办法就是蘸水！
  • 我们知道纸张的主要成分时纤维素和其他一些固体颗粒物。纤维素分子结构中具有羟基，有一定的亲水性。纸张经过脱水处理后，纤维素分子之间就能形成氢键，而纸张的强度主要就源于纤维素分子之间氢键的结合力。当纸张被水沾湿后就能破坏纤维素分子间氢键，同时增大分子间距离，就能降低纸张强度啦
  • 所以，下次生气发脾气像撕纸时，记得沾水哦

• 判断无糖饮料含量的全新奇淫技巧
  • 在无糖饮料逐渐风靡全世界的同时出现了新的矛盾————人们想要控制体重的需求同不能忍受没有快乐水之间的突出心理矛盾。饮料公司为了解决这个问题，陆续推出了种类繁多的无糖饮料！我的快乐又要回来啦ㄟ(≧◇≦)ㄏ
  • 但有个问题，你的无糖饮料真的很无糖吗！为了帮助广大朋友更好地辨别无良商家，我们创新地提供一种奇淫技巧来辨识饮料的含糖量。
  • 首先，我们知道糖溶解在水中会增加水的黏度。液体的黏度主要来自液体分子之间的相互作用力，相互作用强度越大，连接越紧密，液体就会更黏稠，存在氢键的话液体就会更加黏稠。以液体中常使用的蔗糖$C_{12}H_{22}O_{12}$为例，蔗糖分子溶解于水中能够形成氢键的复杂结构远远比水分子间形成的氢键复杂，因此含糖的液体比水具有更强的黏性，这也是为什么饮料洒在地面上会有黏糊糊的感觉。
  • 据此，大家可以多几瓶含糖和无糖饮料，将饮料撒在地面上，蒸发一会儿后走上去踩踩感受地面黏度，然后得出结论。考虑到一次实验具有很大的误差，大家可以多试几次。对了，大家如果做了实验，记得告诉小U实验结果😏！

• 养生学习，从选一个好的保温杯开始！
  • 保温杯是从保温瓶发展来的，简单来说就是能够保温的杯子(没错是句废话)
  • 保温杯一般由陶瓷或不锈钢加上真空保温层做成的盛水容器，真空保温层能使装在内部的水等液体延缓散热，实现保温。
  • 我们知道热量的传递有热对流，热传导和热辐射三种方式，真空保温层中没有传递介质，因此可以有效抑制热传导和热对流，同时真空内层通过镀反热层的方法将热量反射回保温杯内部实现保温。总的来说，影响保温杯保温效果的关键因素就是真空层的真空度和镀层的热量反射能力。
  • 一个具有一定科学效力的判断方法就是：将保温杯拿到耳边倾听，一部分外部的声波会进入到保温杯内部，并在瓶胆内反射，并且无法通过高真空的玻璃夹层，因此可以听到嗡嗡声音。好的保温杯声波进入后衰减得慢，应当能听到回响呢。
  • 所以想要边喝枸杞养生边学习，记得选一个真空度和热反射率好的被子噢。

• 听！空灵的声音，是美好世界的福音书
  • 你曾经是否这么做过：将空茶杯放在耳畔旁，静下心来，就能感受到呼呼风声，突然间世界是如此的静谧。
  • 这种现象的本质就是空间白噪声在共振腔中集中方法了某些频率的声音。放我们把杯子放在耳畔时，空杯与耳朵之间就形成了共振腔，外部的噪声通过共振腔在空气的作用下集中放大了某些频率的声音，值得一说的是这个频率与共振腔的几何外形有关。这种现象的原理和管弦乐器的发声原理是一致的。

• 如何才能不顺着茶壶杯壁下流而优雅地倒茶
  • 有时候我们喝水的时候常常会洒在自己身上————水沿着杯壁下流到了身上。
  • 这种现象称为茶壶效应。影响茶壶效应的三个影响因素分别是流速、材料的润湿性和边缘曲率。
  • 生活经验告诉我们流速度慢的时候液体更容易顺着杯壁下流；而材料的润湿性，也就是亲水性和疏水性的影响如下：对于亲水材料，当水流速降低时就会顺着杯壁下流；如果是疏水材料，就算流速很低，水也不会顺着杯壁下流；壶嘴边沿越圆润水更容易顺着杯壁下流。
  • 所以想要优雅地倒茶，最好的办法就是不用茶壶😏。

• 水壶响啦水就真的烧开了嘛
  • 我们知道在加热一壶水的时候，水层沿垂直高度分布的受热是不均匀的，越靠近热源的水加热的更快，这意味这当靠近热源的水层温度达到了气化温度时远离热源的水层还没能达到。靠近热源的水层水层在上浮的过程中将与温度较低的水层接触并发生热传递，于是泡泡的温度将会降低，进而泡泡内压强也将降低。虽然我们知道在泡泡上浮过程中外部的压强也会减小，但是外部压强的变化没有内部压强变化的剧烈，于是等待泡泡的命运将是破裂与振荡，这就是生活中常见的响水不开
  • 进一步加热直到整体的水温都达到企划温度，这是水中的泡泡就不会受冷收缩啦，由于上升过程中外部压强降低，泡泡就会在内外压差的作用下膨胀，当然也不会炸裂，这就是响水不开
  • 所以结论就是，不要听到水壶中泡泡破裂就停止加热诺。

• 再也不怕炒菜被油炸到啦
  • 作为刚入厨房的萌新，在炒菜菜时最讨厌的就是被飞溅的油炸得疼疼的，必须得想个办法缓解这个头疼问题
  • 在解决问题之前，我们得先厘清油飞溅的原因。一种情况是油锅里的油烧热后，当向锅中加入含有水分的菜品时，由于油的沸点远远高于水的沸点，当少量的水分突然加入到高温环境中，就会迅速气化产生水汽并形成气泡，气泡向上膨胀导致油水飞溅。一种情况是锅中本身还有少量水分，此时在加热油的过程中，锅底未沥干的水分在与油加热的过程中，部分液滴缺少汽化核而无法形成气泡并在温度较低时溢出，形成不稳定的过热液滴。在油达到沸点沸腾时，过热液滴迅速气化引起飞溅，俗称爆沸。
  • 解决这些问题的一个方法就是在刚开始加热时就放入少许盐。加入盐是因为盐不溶于油，可以作为杂质提供汽化核，使水分在温度较低时就形成气泡迅速溢出，就能防止产生过热液滴并进而引发爆沸啦

• 微波炉的迷思之用微波炉”发电”
  • 吃货的世界永远少不了烧烤！烧烤过程中最常见的道具就是锡纸。用锡纸包夹着卤制的兔腿，撒点葱花，上点香料，人间美味就此诞生Ψ(￣∀￣)Ψ！
  • 不过你见过锡纸用爱发电嘛？要见到锡纸用爱发电，烤箱是不行的，因为锡纸虽然有个锡字，但实际上是铝箔，凭借小小的高中化学知识，我们知道点燃铝箔的温度高达660℃，并且容易氧化为熔点高达2050℃的氧化铝，而电烤箱的最大加热温度不过为250℃，所以想用烤箱点燃铝箔是断然不可能的，所以我们要用微波炉！
  • 微波能够引起食物内的极性分子振荡，比如水分子，使得食物内的极性分子剧烈运动并产生热量，这一过程只是增加内能而并不改变分子内部结构哦。铝箔是金属导体，它会试图屏蔽外界电磁波，并且迅速改变表面电荷分布，在表面产生快速随时间变化的电荷分布以阻挡外界电磁波，这些分布在金属表面的电荷就有可能向空气放电，并且我们知道曲率越大的地方越容易放电，即尖端放电，这些断电的放电就可以引起局部高温与电火花，带来一场美妙的视觉盛宴。
  • 不过玩过火的话，你爸妈就火了，随之你也火啦❀，所以不要试图干坏事奥
• 微波炉的迷思之空气炸蛋
  • 有空气炸锅，为什么就不能有空气炸蛋呢！
  • 要实现空气炸蛋，材料很简单，一人，一桌，一蛋，一微波炉而已(还记得语文课本上的《口技》嘛)。
  • 制作步骤也很简单，首先打开微波炉放入鸡蛋，其次关上微波炉开始加热，然后安静等待炸蛋，最后迎接外界的”狂风暴雨”与你的”鬼哭狼嚎”即可。
  • 正经点啦，空气炸蛋的原理很简单，当我们把整个蛋放进微波炉时，鸡蛋内部分水分快速运动升温，并逐渐汽化，但囿于蛋壳的束缚，水汽不仅出不去，还能推动鸡蛋内部压强快速上升，当蛋壳再也绷不住的时候，鸡蛋就能迅速升级未炸弹💣，实现空气炸蛋的美妙特效
  • 所以千万不要将带壳的事物，比如鸡蛋、番茄、葡萄等等直接使用微波炉进行加热噢，哦对了，去掉蛋壳但是蛋黄完整的也不行！

• 没有金刚钻，但我有冰刚钻
  • 首先我们来了解一下莫氏硬度。莫氏硬度时表示矿物硬度的一种标准，又称为摩氏硬度。莫氏硬度是用刻痕法将棱锥形金刚钻针刻划所测试矿物的表面并测量划痕深度得到的。
  • 人们把测得的划痕深度分为十个级别来表示矿物硬度，数值越大表示硬度越大：
    • 滑石（talc）1
      石膏（gypsum）2
      方解石（calcite）3
      萤石（fluorite）4
      磷灰石（apatite）5
      正长石（feldspar；orthoclase；periclase）6
      石英（quartz）7
      黄玉（topaz）8
      刚玉（corundum）9
      金刚石（diamond）10
  • 用刻痕法测得的硬度值并非是绝对硬度值噢，但是这种方法示分方便实用，在野外作业时常常使用。一些典型物体的莫氏硬度如下：

    • 硬度	常见物质
      1	滑石、石墨
      1.5	皮肤
      2	石膏
      2-3	冰块
      2.5	指甲、琥珀、象牙
      2.5-3	黄金、银、铝
      3	方解石、珍珠、铜
      3.5	贝壳
      4	萤石
      4-5	铁
      5	磷灰石
      5.5	不锈钢
      6	正长石
      6-7	牙齿
      6-6.5	软玉、和田玉
      6.5	黄铁矿
      7	石英、紫水晶
      7.5	电气石、锆石
      7-8	石榴子石
      8	黄玉
      8.5	金绿柱石
      9	刚玉、钨钢、铬
      10	钻石
      >10	四氮化三碳

  • 回到正题上来。在不同的物理环境下，物质的物理性质是会发生变化的。在上表中我们可以看到冰块的硬度是比钢铁要低的，但是温度越低，兵溃爱的硬度就越高，在零下50℃的时候，冰块的莫氏硬度比钢铁还要高噢，所以理论上可以用冰块在钢铁上刻划美妙的图案。不怕寒冷的小伙伴可以试一试，然后写信告诉小U噢！

• 碳酸饮料🥤的冷冻奇思
  • 有时候碳酸型饮料放入冰箱冷冻后依然可以保持液体状态而不被冻成冰疙瘩，这个现象其实跟冷冻前饮料的内部压强有关。
  • 当冷冻前饮料的内部气压与外界大气压几乎一致的情况下，当环境温度低于液体的凝固点时，经过一定的时间饮料就能变为固态。细心的朋友知道，如果我们摇晃摇晃饮料，溶解于液体中的二氧化碳气体就会释放出来，造成密封瓶内的气压高于外界气压，这会导致饮料的凝固点下降，因此环境温度较低时饮料也有机会保持液态。将低于零摄氏度的饮料瓶打开，瓶内的压强会骤然降低，凝固点会回升，但此时饮料依然是以低于零摄氏度的液体形式存在，这种温度低于自身凝固点的液体叫做过冷液体。
  • 过冷液体是不稳定的体系，一些微扰就能让体系结晶。晃动过冷的碳酸饮料，就相当于施加扰动，这时饮料内就会凝固产生冰沙。当然要提醒的是不要用力过猛哦，否则会导致瓶内压强过大引发危险呢

• 童年的乐趣之跳跳糖
  • 一个有童年的孩纸不能没有听过见过尝过跳跳糖！
  • 跳跳糖能跳，主要原因是糖浆中存在的高压二氧化碳。糖块碎裂后，封装在小空间内的高压二氧化碳气泡就会释放出来，推动跳跳糖进一步裂解并释放更多的高压气体出来，像极了链式反应。这些碎裂的气泡在你的嘴里爆破，发出噼里啪啦的声响，带给你童年舌尖上的舞蹈的快乐。

• 声波二三四
  • 首先让我们温故一些基本事实
    • 声音是纵波而不是横波噢
    • 一句话声音定义：声音是一种在正常压强周围上下波动的压力波
    • 声音传播方式模型
    • 声音可以在固液气中传播。在介质中传播的速率与给定介质中压力波的传播速度有关。在压缩性强的介质中的传播比在压缩性差的介质中传播要慢
  • 下面讲点比较新鲜的
    • 音高(pitch)与压力波的间隔有关，换言之与波长有关，波长越短音高越高
    • 音量(loudness)与压力波的振幅有关，较高的声音在高低压之间的振荡更加剧烈，也意味着有更高的高压和更低的低压。对于地球表面空气中的声音，高低压的平均值就是一个正常大气压
    • 声速v
      • 连续介质力学与经典力学下(B为不可压缩率，ρ为介质密度)
        $$\begin{aligned}
        v=\sqrt{\frac{B}{\rho}}
        \end{aligned}$$
      • 绝热变化下一般状态方程导出解
        $$\begin{aligned}
        v=\sqrt{\frac{\partial p}{\partial \rho}}
        \end{aligned}$$
      • 原理液态工作点的理想气体(γ为比热容比，R为气体常数，T热力学温度)
        $$\begin{aligned}
        v=\sqrt{\gamma RT}
        \end{aligned}$$
      • 经验公式
        $$\begin{aligned}
        v=331+0.6T(℃)
        \end{aligned}$$
    • 在物理学上，声压虽然单位是帕斯卡，但它与真正意义上的压强有着很大的区别，它是声波在空气中上下振荡过程中，对空气的挤压和拉伸所形成的，因此声压的数值，取决于声波纵波振动的幅度，即以背景压强为0时在上下方向上的偏离程度
    • 为了方便，人们使用分贝db作为单位测量音量。$spl=20\log\frac{p}{p_{0}},p_{0}=0.00002pa$。人耳可以检测到的绝对最轻微的声音是0db，称为听觉阈值。
    • 地球上可能存在的最大声音是194分贝，这是当声波的振幅非常剧烈并且低压部分是完美的正空时的数值
  • 冲击波
    • 尽管理论上地球上不存在超过194db的自然声音，但这不意味着不能人造！
    • 当能量比较大时，声压低压已经达到绝对真空的零压，此时高压会让声音超过194分贝，能量不能在空气中传播并将空气向外推开而在中心区域形成局部真空，超过这一阈值的数量越大，真空泡能到达的区域越远，影响也越大。泡泡以快速增长的半球形式向外迅速扩散，这个泡泡是一个超压缩气体组成的边界，这个边界会扫平途径的任何东西。
    • 尽管随着泡泡的扩张，能量将不断衰减，从非线性波转变为线性波，退化为正常声波，但你不会喜欢这个泡泡，因为当冲击波途径你的耳朵，耳鼓膜将会感受到空气压强的急剧变化，也就是音爆
  • 声速上限？
    • 在2020年发表于《科学进展》杂志的一项研究中，研究者指出，在正常情况下，声波的传播速度上限约为$v=\alpha(\frac{m_{e}}{2m_{p}})^{\frac{1}{2}}\approx 36100 \quad m/s$，不过需要指出的是，在极高的压强下，声波的传播速度或许可以突破这一极限

• 高中化学清洗容器的迷思
  • 在高中化学的实验题中，偶尔会问“出现什么现象时容器就算清洗干净啦？”回答了三年的答案是“水在上面既不能成股下流，也不会聚集成液滴时就算成功”。问题是拼什么你说是就是啊？
  • 这个问题跟我们很早之前提及的表面张力有密不可分的联系，小小回顾一下叭
    • 气体-固体界面张力倾向于使液体铺张展开；液体-固体界面张力倾向于使液体收缩；对于浸润液体来说，气体-液体表面张力倾向于使液体收缩，对于非浸润液体，气体-液体表面张力倾向于使液体铺展。
    • 接触角就是液体-固体界面张力与气体-液体界面张力之间的夹角。浸润液体的接触角一般为锐角，非浸润液体的接触角一般为钝角
  • 实验清洗的仪器大都是玻璃材质的，而对于玻璃而言，水是浸润液体，因此水无法在洁净的玻璃仪器上形成水珠；如果玻璃仪器上存在残留的化学试剂或其他杂质，这些污染物就会显著增大接触角，水开始变得不浸润而在表面形成水珠哗啦啦啦啦啦地流下。因而据此可以判断玻璃仪器是否清洗洁净

• 如何高效地撕纸张第二弹
  • 继我们上次介绍完蘸水高效撕纸张后，小U觉得有必要再分享一个奇淫巧技，关于如何更小力气撕出更大地气势！
  • 一般地纸张内的纤维排列是具有一定取向性的，这意味这纤维的排列具有一定的各向异性，结果就是沿着不同方向撕纸张所需的力气不尽相同。纤维是比黏合剂更难撕裂的物质，撕纸张时需要更大力气的方向相当于要将纤维拦腰斩断，而力气小的以边相当于友好分手( ´･･)ﾉ(._.`)。因此沿着垂直纤维排布方向比沿着平行纤维排布方向耗散的力气更大
  • 但并不是所有的纸张的纤维排布都具有取向性，因为这会带来灾难————比如写毛笔字需要的宣纸。想象一下写毛笔时的宣纸的纤维分子如果具有排布取向性质，墨水蘸在宣纸时沿不同方向的扩散速率不一样，写出来的作品就是”龙飞凤舞的一桩惨案”。
  • 说到这里大家应该意识到啦，判断纸张纤维排布是否具有取向性的一个好方法就是点一滴墨水，或简单就是水，在纸张上，看看沿不同方向的扩散形成的图样是否规整。比如一滴墨水落在宣纸上应当扩散出一个圆形，不然，你就可以考虑对商家”口诛笔伐”啦！

• 来自黄色柱液的笔芯迷思
  • 我们买的中性笔芯后面一般都有一节奇奇怪怪的黄色液柱，这段液柱叫做随动密封剂，是种油状物质，主要成分一般是锂基酯，它本身具有一定的黏稠度和很好的耐挥发性。这段液柱的主要作用就是为笔芯提供良好的保温、密封功能，同时防止墨水倒流或者蒸发；同时随着笔芯中墨水的耗散下降，在外界大气压的作用下，锂基酯会顺着管芯向前移动，推动墨水补位，相当于一个液体活塞

• 神马(⊙ˍ⊙)？声波也能灭火！
  • 这个问题的写作灵感来源于假日网上冲浪偶然看到的内容。在2012年美国的Darpa提出勒声波灭火的概念并发明制作了相关装置，此后这个就逐渐吸引更多的人参与探索这个命题的前景与可行性
  • 但是这么多人知道，小U却不知道，不过小U现在知道了，但是担心旅行者们不知道，所以小U分享出来让大家知道😎
  • 原理解释
    • 声波是一种压力波，它的传播是介质稠密与稀疏交替的过程，当火焰🔥处于稀疏的空间内，氧气浓度、压力与气体可燃物的浓度都将减小，抑制了燃烧三要素，进一步达到抑制燃烧的目的
    • 声波传动产生气压梯度力，加速空气流动并带走周围热量，从而降低环境温度抑制燃烧。一般的声波灭火装置中的声波发生装置都是产生低频声波，大致在30-60赫兹。采用低频声波的一个原因是，低频声波在短距离内产生的气压梯度力沿同一方向，而高频声波在相同距离内会产生很多相互抵消的气压梯度力，所以用低频声波效果更好
    • 采用低频声波的第二个原因是，声波传播到火焰区域时会带周气态可燃物分子一同振动，随着圣波振幅增大，可燃物的振动将加剧。由于频率较低，这会让较长时间段内可燃物气体分子呈疏密分布，让燃烧处的可燃物浓度下降，抑制燃烧
    • 采用低频声波的第三个原因是，随着声压等级的升高，声波扰动区域内流体的能力也将增强，会让火焰区域内形成湍流，形成的湍流会加速周围空间内气体流动并带走热量。高雷诺系数的区域(湍流区)会自发向低雷诺系数区辐射热量，从而降低环境温度
    • 采用低频声波的第四个原因与第二个原因类似，只不过作用对象由可燃物分子换为了助燃剂氧气分子。低频声波推动氧气分子呈稀疏分布，降低燃烧区域内助燃剂浓度，抑制燃烧
  • 展望
    • 虽然这是一个很新颖的想法，但目前声波灭火器中适用于小型火灾，因此对于大型火灾而言，除非制作一个庞大的声波发生与放大装置，否则声波灭火仍然不是一个好的方案，总的来说，还有更好的探索与发展前景

• 制造一场浪漫的室内雪景叭
  • 首先简单说说形成❄雪花的过程。我们知道雪花是空气中的水汽凝华的结果。是气态到固态的过程；而结冰是液态水凝固的结果，是液态到固态的过程。简单来说，由水汽到成雪需要满足两个基本条件：饱和水汽和凝结核。在高空中，冰晶生长所要求的饱和水汽程度比形成水滴💧的要求要低，导致在高空中冰晶比水滴更容易产生，再依附在空气中一些细小的固体颗粒物上就会形成降雪。
  • 知道了两个必要条件后，下面说说如何制造一场浪漫的室内雪景。
    • 实验材料：较低的外界环境温度、比较多的人、冬天公交楼内一间正在上数理课的封闭教室
    • 实验步骤：比如说在课堂上先上一两节令人昏昏欲睡的课，然后在课间休息时大大打开窗户造福广大人民群众，运气好的话就能看到一场室内雪景
    • 实验原理：较低的外界环境温度负责提供足够的冷空气、比较多的人负责呼吸，呼吸过程中会呼出水汽、一间封闭的数理教室产生大量的粉笔灰提供凝结核，如果凝结核不够，可以考虑在教室内点蜡烛🕯增强浪漫感！
    • 实验结果：理论上会成功，实际上也会有小概率成功，一次不行就再来一次！
  • 学会本方法，相比于花高价在空中撒‘盐(碘化银增加凝结核并干扰空气流动)’空中差可拟来说，我们的为若柳絮因风起不是更胜一筹😶

    22

• 雷电🌩推进速度是光速(・∀・(・∀・(・∀・*)？
  • 雷电的形成大致可以分为两个阶段：第一阶段是先导的自由发展，第二阶段就是肉眼可见的放电。
  • 先导负责建立大地与雷电云之间的导电通路，这个过程中虽然会发光，但是微弱暗淡，不容易肉眼捕捉。对于肉眼可见的闪电⚡，实际上是天地之间异种电荷在已经建立起的导电通路上发生中和的过程，中和过程中释放出大量光子，所以严格来说看到的闪电实际上是导电通路上的剧烈放电现象，而不是一束光
  • 先导，也可以说是导电末梢前进的过程是远远慢于光速的，这是因为雷电推进的先导实际上是一团因为光子电子宏基或者高温电离所产生的等离子体，等离子态的前进速度才是雷电的推进速度。
  • 雷电末梢前进的机制是：由于大气流体中的不均匀性，先导推进的方向可能会偏离原来的方向，高温电离的等离子体在放热后会推动周围电离产生新的等离子体，而具体的激发方向与大气环境扰动因素有关。等离子体的电阻率相比于空气会急剧衰减，类似产生短路的情形，这就能抑制其他方向的空气电离，所以放电过程中会有时分显眼一条主干通路

• 一个常见现象解释的误区
  • 很多朋友在解释吹风筒悬浮乒乓球🏓这一现象背后的原理时特别喜欢用伯努利原理来解释背后的原因(简单来说，流速大的地方压强小)，他们认为竖直方向上的浮力与重力抵消，并由于流经乒乓球周围的空气流速大，于是周遭压强小，从而形成了外界大气压——周围空气间的压强差，正是这一压强差使得乒乓球不容易左右移动。
  • 这个解释听起来很合理，但这个是存在问题的————伯努利方程的限制条件要求：不可压缩的理想流体沿着流管作定常流运动时，流体的静压和动压之和保持不变。也可以说是不可压缩的无摩擦的定常流沿着流线流动时保持机械能守恒。在解释乒乓球这一现象时，造成压强差的气体并不来自同一气源，因此使用伯努利原理不是太合理的选择
  • 科学地解释这一现象需要用到康达效应，也成为附壁效应————流体有偏离原本流动方向，改为随着凸出物体表面流动的倾向。当流体与它流过的物体表面存在摩擦，即具有流体粘性，只要表面曲率不大，流体就会顺着物体表面流动
  • 弯曲的流线气体内外的压强并不相同，存在由外向内的压差，这个压强差能够提供单位面积上流体弯曲流动时所需的向心力。当气体流经乒乓球时，在表面产生的指向球心的向心力合力向上，与重力平衡后使乒乓球稳定地悬浮在空中，再做一些理想化的近似，比如理想气流在光滑匀质球面流经，就能将小球的位置限制在气流中央啦
  • 这个事儿与问题9有一定的相通之处，旅行者可以回顾看看哦

奇怪的物理知识增加啦(Ⅰ)到此收官啦

The End