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678娱乐为什么用嘴吹气是凉的哈气却是热的?

发布时间:2019-02-10 03:30

  水是可以导热的,当从底部加热时热量会给上边传导,因此上方的水温度也会上升,此时水的温度具有一定的梯度,最靠近热源的地方温度和热源相当,随着远离热源温度逐渐下降,水面的温度和环境温度相同。在水从热源吸收热量的同时也会将热量传递给外界,水的温度越高、外界的温度越低、水和外界的接触面面积越大,则给外界传递热量的速率就越快。因此如果热源不是很强的话,水的温度升高就有一定限度,很难达到沸点,自然就无法沸腾。如果热源足够的强,使得热源给水传递热量的速率比水传递给环境的要大,则水就会不断被加热。水在沸腾的时候会有大量的气泡产生,这些气泡里的气体并不是因为水的汽化,而是由于温度升高使得水中溶解的空气溶解度下降。因此水越深,压强越大就越难形成气泡。如果热源强到可以让上层的水达到沸点,或是底部高温的水对流到上层后温度还在沸点以上,则会产生气泡,也就能看到沸腾现象了。感兴趣的读者可以了解一下海底热泉~

  流体的运动是十分复杂的,可以用纳维-斯托克斯方程来描述。但问题在于,纳维-斯托克斯方程解的存在性与光滑性至今还没有得到证明,纳维-斯托克斯方程的求解是7个千禧年大奖难题之一!

  纳维-斯托克斯方程中描述流体的受力项可以分为两部分,一部分是粘滞力,一部分是惯性力,这两部分力的相对大小可以用雷诺数来描述。在炊烟袅袅升起的这一过程中,雷诺数较大,惯性力对烟的影响大于粘滞力,烟较不稳定,流速的微小变化容易发展、增强,形成紊乱、不规则的湍流。风是强度大到人能够感受到的空气流动,事实上空气总存在流动,因此烟会受到各种扰动,产生各种湍流。烟一开始是从一个源发出的,其密度大,运动具有规律,此时看起来和竖直上升很像。随着时间的推移,外界不断扰动,湍流会不断形成、改变烟雾直线的轨迹,烟也会逐渐扩散开,看起来就更弯曲了。

  我们所吹出的气是从肺部出来的,并且这些气体有一部分是在体内经历过体循环与肺循环的,因此气体的温度和体温相当,这就是哈出来的气觉得热的原因。当我们哈气的时候,嘴张的比较大,吹气的时候嘴张开的小。肺部给外呼气的速率几乎是不变的,即流量不变,因此吹气时气流的速率比哈气时要大。气体之间也存在摩擦力,吹出的气体会夹带周围温度较低的空气一起运动。吹气时吹出的气柱细、速率大,因此夹带的冷空气多,到达人的皮肤时冷空气占的比例大,并且这些流速快的气体可以加速汗的蒸发,因此觉得凉爽。而哈出来的气体气柱粗、速率小,夹带的冷空气少,到达人皮肤上时几乎都是哈出的热气,不仅气体的温度高,且对于汗的蒸发作用很小,因此就觉得是热的。

  可以做这么一个小实验,当把手放在嘴边时对着手吹气,此时气体是热的,这是因为距离太短,还没有夹带多少冷空气。或者也可以用吸管吹气,即使吹得很快,但是传出的空气温度依然与哈气的温度相仿。

  让我们由简到繁来分析这个问题,首先引入两个大家都很熟悉且喜欢的模型——真空中的球形刚体蚊子以及真空中的刚体手。假设手的质量为m1,蚊子的质量为m2

  手的质量比蚊子的质量要大的多,因此碰撞的结果是手的速度几乎不变,而蚊子的速度为手的速度的两倍。在这一过程中,如果在碰撞的一瞬间没有对蚊子造成伤害,那么后续手就不会再碰触到蚊子了。

  回到现实,首先手和蚊子并不是刚体,具有弹性,在由完全弹性碰撞到完全非弹性碰撞过渡中,蚊子被击中的速度会逐渐降低,最终是和手的速度相同。所以,单手想要伤害蚊子,必然只能发生在碰撞的时候。蚊子虽然很轻,但并不代表它很脆弱,事实上蚊子的躯体还是很强劲的,对微小的昆虫来说,承受自身重量几百倍的物体并不是什么难事。在手还没接触到蚊子之前,手所扇动的风已经对它产生影响了,蚊子会进行调整以应对风,这对于它来说是求生的本能,自然界中刮的风比手扇的风要强,但是蚊子还是活的好好的。而当手真的接触到蚊子时,蚊子的速度已经和手差不多了,我们柔软的手自然就对它造不成伤害了,因此单手凌空拍蚊子,蚊子几乎是毫发无损的。

  用到双手的时候情况就不一样了,此时伤害的机理发生了变化,我想起了三个字来形象的描述这一过程——肉夹馍。

  一直搞不懂为什么向两边拉弹簧测力计只显示一边的力的大小。为什么不是两边力的和?

  首先介绍一下弹簧测力计是怎么工作的,人们发现外界施加的力和弹簧伸长量成正比F=kx,其中F是力,k是劲度系数,x是伸长量。如果把力对应的伸长量标记在弹簧测力计上,那么只要我们看到了伸长量就直接知道了测量的力的大小,这样我们不需要再通过公式进行计算,测量会变得非常方便。当然,每个伸长长度处标记的数字大小可以是任意的,你也可以把它标记成两端受力的代数和,但是我们一般只关注一端受力的大小,这样做实在是画蛇添足。

  各位读者可能有疑问,似乎先知道力的大小才能标记测力计的示数,但是没有弹簧测力计怎么来定义力的大小呢?其实,力的精确定义不是通过弹簧测力计实现的,有兴趣的读者可以参考问答第116期第七题。牛顿第二定律为什么不是F = ma^2? No.116

  在薛定谔的猫实验中,既然在打开箱子之前不知道粒子是什么样的,为什么不搞个大的箱子,让人进去观察或是搞些什么仪器?

  箱子只是一个简单的例子,人看不到里边,想看到里边就得打开它。在这个问题里,箱子存在的意义是设置一个障碍,只有越过这个障碍,采取什么方法探测,才能够得到实验结果。但并不是因为箱子的存在使得我们不知道粒子具体处于什么状态,而是处于叠加态的微观粒子本就具有不确定性,对它进行探测所得到的结果都只能给出一定概率。叠加态坍塌到某一个本征态上的关键是探测,而不在于探测的方法,如果换个大箱子,让人进去,实际上还是在进行探测,另一方面,人不借助什么仪器,靠自身的感觉是无法对微观粒子进行探测的……

  一段导线的电阻为R,那么在磁场中(比如电动机),还满足U=IR吗?我从做功的角度思考,觉得不满足,678娱乐该怎么理解这个问题。

  确实不满足,而且确实可以从做功的角度得到这样的结论。在这里,我们构造一个直观的图像:电子在导体中运动,势必会受到导体的原子实的阻力,电阻R可以当作阻力大小的衡量标准,电阻越大电子受阻力越大,定向移动的速度越小,电流就越小,定量关系就是欧姆定律。

  在电动机中,电动机对外做功,所以电动机会对电子施加一个做负功的力从电子中获取能量。现在,电子除了受到原子实的阻挠还要克服额外的阻力,所以总阻力增加了,定向移动的速度一定小于电阻单独存在的情形,因此,U=IR不再成立。

  除了电路还存在磁路,磁路一般存在于永磁体、铁磁性材料和电磁铁中,磁路中也存在欧姆定律:

  为什么动量定理是由牛顿定律推出的,可牛顿定律不适用于高速微观的问题,而动量定理却适合?

  动量定理重新成立。而且可以发现,这个定义在低速情况下自然变成了我们之前对于力的定义,因为

  在微观问题中,牛顿运动定律不再适用,取而代之的是量子力学。量子力学中已经没有速度这个量,而是只有动量、位置等力学量,力的概念也被相互作用取代。在量子力学中一般不会提到动量定理(没有力怎么表示动量定理,如果你说Ehrenfest定理那你是在抬杠。),我们更关注的是动量守恒:满足空间平移对称性的体系动量守恒,这由诺特定理保证(宏观系统中也一样)。

  其实,在宏观世界里,牛顿第二三定律和动量守恒可以相互推导(参见问答第116期第七题牛顿第二定律为什么不是F = ma^2? No.116),但谁更基本还要交给自然界来判断,事实证明动量守恒的普适性更强。在历史上/现在,受限于历史沿袭、观念和实验手段等,物理学家不一定能在一开始就能分辨出哪些规律才是真正基本的。所以,之前将牛顿运动定律而不是动量守恒当作最基本的规律并不稀奇。但是,即便牛顿运动定律有诸多不适用的情形,也丝毫不影响它的万丈光芒。

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