马上就到周末的快乐聚餐时光了聚餐的首选当然是火锅啦可说好的一起吃鸳鸯锅为什么同时端上来的锅底总是辣锅先开?(鸳鸯锅不愧是友情毁灭器)Q1
为什么吃鸳鸯锅,辣锅总是先沸腾?
byRadddder
答:物质的组成影响物质的性质。辣汤和清汤的物质组成有什么区别呢?不难发现,辣汤表面飘着一层红油,正是这层红油减少了热量散失,从而导致辣锅先沸腾。
食用油是有机物,油的沸点在标准大气压下约为两百摄氏度,比水的沸点要高,更难蒸发。此外,油的密度(0.9g/ml)比水小,因而会漂浮在水的表面。当清汤锅中的水开始蒸发,带走大量的热量的时候,辣锅中漂浮在水表面的红油阻碍了水分子的逃逸,从而减少了单位时间的热量散失。因此,在辣锅和清汤锅具有相同的热量输入的情况下,热量散失更慢的辣锅会先沸腾。byCCQ.E.R.
Q2
为什么有些碳酸饮料放在冰箱冷藏会冻成冰,有些会变成冰沙?
by匿名
答:你想表达的应该是“冷冻”后的碳酸饮料吧。冰箱的冷藏室一般为3~5℃,是无法让饮料凝固的,需要在-18℃的冷冻室“冷冻”后才能使其凝固。回到题目,其实决定冷冻后碳酸饮料状态的要素不是饮料的种类,而是冷冻前饮料瓶内的气压。如果冷冻前瓶内的气压是和外界一致(一个标准大气压),那么当外界温度低于饮料的熔点时,在足够长的时间后,饮料将从液态变为固态。而如果在冷冻前晃动饮料瓶,那么溶解于碳酸饮料中的二氧化碳就会被释放出来,瓶内的气压将高于外界。又由于碳酸饮料在凝固的过程中密度会变小(体积会膨胀),所以瓶内气压的增大会使其熔点降低,当降低后的熔点低于冰箱的温度时,冷冻后的饮料就处于一个“过冷液体”的状态(这种状态下的液体极不稳定,稍有干扰就会结晶)。此时打开瓶盖让气压回到与外界一致(熔点也随之一起回升),再晃动一下饮料瓶使其释放出一些二氧化碳(对体系产生干扰),就能看到液体瞬间结晶,呈现出冰沙状。(无意中get了一项制作冰沙的技能)
图源:1秒即可在家自制超好吃的可乐冰沙所以说,任何气泡类饮料理论上都可以通过上述方法制成冰沙,不过小编在此也要提醒大家,晃动不能过猛,以免瓶内气压过大产生危险。byEricQ.E.R.
Q3
是否有黑色的火焰?
by荫
答:在一些特殊手段的帮助下,我们是能看到黑色火焰的。如下图所示,我们在暗黑的环境中点燃含有不同化学元素的物质,其产生了不同颜色的火焰。这是因为燃烧过程中,原子中的电子吸收了能量,从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道,但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的,会很快回迁至能量较低的轨道,多余的能量以光的形式释放。根据,由于不同元素原子在发生跃迁时的释放的能量不同,则产生光的频率也不同,就会呈现不同的颜色。我们将这样的现象称为焰色反应。
如果此时我们开启一盏单色光源,比如低压钠灯(只发出波长为nm左右的*光,可视为单色光),那么原本钠元素焰色反应所产生的*光就会被吸收而呈现黑色,我们就能看见黑色的火焰啦。下面的动图就展示了在黑暗的房间里仅开启低压钠灯后,点燃蘸有酒精和盐水的脱脂棉即可产生黑色的火焰。(选用盐水是因为食盐的主要成分为NaCl,可发生钠元素的焰色反应)
图源:这种黑色的火焰,被烧一下是什么感觉呢?byEricQ.E.R.
Q4
我可以通过吸气来“吸出”口哨声吗?
by匿名
答:可以,我刚试了,大冷天吸了一肚子冷风。实验有风险,答题需谨慎啊
口哨是指用舌头、嘴唇与气流发出声音,这可是具有悠久的历史的,是人类早期听觉表意的手段之一,不过古时其被称作啸艺,实打实的高雅艺术,像诸葛亮,曹植都精于此道,甚至到明代,你要不会吹口哨,都不好意思跟人说你修道。当然人家的啸艺有音律,能表意,我这种五音有四音半不全的只能吹响,所以我一般拿这逗狗
口哨的原理也很简单,就是空气振动发声。吹口哨时,双唇形成一个小气口,当气流从小气口流入或流出时,由于气流流速不同,气流路径会发生起伏,起伏处附近有湍流产生,发出声音。以吹气为例,流速快的空气从双唇小气口流出,受到外面流速较慢的大气空气阻碍,气流路径发生起伏,定性图如下所示:
图源参考文献2可以看到,口哨的原理与气流流向没有关系,因此无论呼气还是吸气都能发出声音。这分别是外吹发音法和内吸发音法。那么这么实用的技能怎么get呢?其实这二者在动作上是一样的,都是让舌头顶住下牙齿,整个舌头中部稍鼓,两唇之间自然形成一个气口,然后控制膈肌、胸肌和腹肌,让气流向内或向外通过气口即可。这里只是吹响(多了我也不会),其他技法如高音、低音、双吐、颤音等需要进一步学习。参考资料:口哨(用口通过唇、齿和舌发声)EageTonesby霜白Q.E.R.
Q5
要握住多少个氢气球,才能把人吊起来飞离地面?
by马祥越
答:这个问题的思路其实是很简单的,人握住氢气球,整体受到向下的人的重力人、气球的重力气球、和空气的浮力浮,浮力大于总重力即可飘起来。我们简化地采用橡胶气球,并且假设它只膨胀到一个比较合适的程度(小了浪费体积大了容易胀破),同时吹胀以后为球形,这种情况下气球厚度为、橡胶密度为胶、气球半径为,氢气密度氢、空气密度空、人体重为人,共个气球。对单个气球而言:所以在个气球情况下:的最小值使得合,它取决于气球的半径(大小)、气球壁厚和人的质量人。取空、氢、胶,某些情况下的如下表:
可见气球半径的大小影响很明显,这是因为浮力中的R三次方项的存在导致的。当然,上面只是一个粗略的讨论,实际情况要复杂的多,当气球飘向高空,空气越来越稀薄,浮力会相应减小,而重力减小的要慢的多,所以气球不会一直飘下去,理论上最后会悬停在某个高度,同时由于高空气压小,氢气可能会把气球胀破。byAlanQ.E.R.
Q6
为什么闪电有白色、红色、蓝色等不同的颜色?
bySee.y
答:闪电确实有不同的颜色,这是由空气中不同成分核外电子的不同轨道跃迁造成的。闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内部之间强烈的放电现象。云层积累大量电荷,与其他云或地面形成极高的电势差,会将空气中的成分(主要是氮气和氧气)电离,出现放电现象。而此过程中释放的能量会将原子、分子或离子核外电子激发到较高电子轨道,随后电子向下跃迁到能量更低的轨道,释放出光子,这就是闪电电光的来源。不同的原子、分子或离子的电子从不同轨道向下跃迁,所释放的的光子能量也不同,即光的波长不同,这就是闪电呈现不同颜色的原因。利用这一点,我们可以通过闪电光谱来研究放电过程中各空气组分的情况,进而估计闪电的能量等。这一研究已有超过年的历史了,较完整的闪电光谱(-nm)也已由L.Wallace在年给出(参考资料1),下面我们给出一张闪电光谱:
可以看到,最强的几条谱线均来自于NⅡ离子(还有H-alpha),事实上,闪电中的光谱多来自于NⅠ、NⅡ、OⅠ、OⅡ四种离子(即氮离子与氧离子),以及少量来自于H原子、氮气分子、水分子和二氧化碳分子。这些谱线多为蓝紫光与红光,因此自然中的闪电颜色多为白色(例如上面这张光谱各个色光比较均衡,大概就应是明亮的白色),少数也会呈现淡蓝色或粉红色、橙色等颜色。当然谱线的相对强弱与温度、电离条件、大气成分都有关系,以你实际看到的颜色为准
参考资料:L.Wallace,TheSpectrumofLightning,AstrophysicalJournal,,()闪电是什么颜色?闪电(自然现象)by霜白Q.E.R.
Q7
有时候鼻子不透气,但是打了一个喷嚏之后就突然透气了?这种情况,到底是什么东西导致鼻子不透气的呢?by经常不通气的鼻子
答:鼻子不透气通常叫做“鼻塞”(nasalcongestion),鼻塞的成因比较多,过敏、鼻息肉、鼻炎等都会引发鼻塞,最常见的便是“感冒”。当你的呼吸道接触了一定量的致病性病*(鼻病*、腺病*、冠状病*等)或细菌(链球菌等),而你又恰巧免疫力下降,你就会收获感冒——上呼吸道感染(URTI)的一种,同时伴随来而来的还有症状大礼包——卡他症状:鼻塞、流涕、咳嗽、打喷嚏……URTI中鼻塞的成因主要有两个,一方面是感染引起扁桃体(tonsil)和腺样体(adenoid)肿大,压迫上呼吸道,减少空气流动。
fig.扁桃体和腺样体位置另一方面也是最主要的方面是,上呼吸道感染过程中鼻窦静脉(venoussinues)的充血扩张。呼吸道感染后,机体免疫反应过程中产生的组胺、炎症因子等物质,例如缓激肽(bradykinin),会引发鼻上皮大静脉(鼻窦静脉)的充血扩张。静脉的充血扩张在气道较为狭窄的鼻甲等区域,会直接阻塞鼻空气流通。同时,这种病理性的充血扩张还受交感性血管收缩神经的调节,会在正常和充血过程中不断更替,体现在两个鼻窦中,便是一个鼻孔通气,另一个阻塞,一段时间后又会颠倒过来(类似于鼻周期,即睡眠过程中两个鼻窦交替关闭)。
fig.鼻塞时两个鼻孔气道阻力(A,上图)和健康状态下阻力(B,下图)参考文献:RonEccles.Understandingthesymptomsofthe