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為什么有些碳酸飲料冷凍后會結(jié)成冰,有些則會變成冰沙?等

2021-01-21 10:45:52
科學(xué)大眾·小諾貝爾 2021年2期

其實,決定冷凍后碳酸飲料狀態(tài)的要素不是飲料的種類,而是冷凍前碳酸飲料瓶內(nèi)的氣壓。如果冷凍前瓶內(nèi)的氣壓和外界一致(一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓),那么,當(dāng)外界溫度低于飲料的熔點時,在足夠長的時間后,飲料將從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。而如果在冷凍前晃動飲料瓶,溶解于碳酸飲料中的二氧化碳就會被釋放出來,瓶內(nèi)的氣壓將高于外界。由于碳酸飲料在凝固的過程中密度會變小(體積會膨脹),所以瓶內(nèi)氣壓的增大會使其熔點降低。當(dāng)降低后的熔點低于冰箱的溫度時,冷凍后的飲料就處于一個“過冷液體”的狀態(tài)(這種狀態(tài)下的液體極不穩(wěn)定,稍有干擾就會結(jié)晶)。此時打開瓶蓋讓氣壓回到與外界一致(熔點也隨之一起回升),再晃動一下飲料瓶,使其釋放出一些二氧化碳,就能看到液體瞬間結(jié)晶,呈現(xiàn)冰沙狀。

為什么閃電有白色、紅色、藍(lán)色等不同的顏色?

閃電確實有不同的顏色,這是由空氣中不同成分的核外電子的不同軌道躍遷造成的。

閃電是云與云之間、云與地之間或者云體內(nèi)部之間強(qiáng)烈的放電現(xiàn)象。云層積累大量電荷,與其他云或地面形成極高的電勢差,會將空氣中的氮氣和氧氣電離,出現(xiàn)放電現(xiàn)象。而此過程中釋放的能量會將原子、分子或離子核外電子激發(fā)到較高的電子軌道,隨后電子向下躍遷到能量更低的軌道,釋放出光子,這就是閃電電光的來源。不同的原子、分子或離子的電子從不同軌道向下躍遷,所釋放的光子能量也不同,即光的波長不同,這就是閃電呈現(xiàn)不同顏色的原因。

為什么手機(jī)攝像頭是圓的,照出來的照片卻是方的?

圓形的相機(jī)鏡頭在光學(xué)成像效果、加工難度等方面相比方形有巨大優(yōu)勢,所以市面上大部分相機(jī)鏡頭都是圓形的。那為什么照片是方的呢?直接原因就是相機(jī)中將光信號轉(zhuǎn)化為電信號從而成像的感光元件是方形的。

那么,相機(jī)的感光元件為什么要設(shè)計成方形的呢?一方面,是因為在照片打印等過程中,圓形照片相比方形要浪費大量空間;另一方面,目前照片、視頻查看方式,如手機(jī)、顯示器、海報、插畫、電影等也都是方形,短期內(nèi)不會有太大改變,所以大部分相機(jī)感光元件都設(shè)計為方形了。

為什么打呼嚕的人能吵醒別人,卻吵不醒自己?

這主要有兩方面的原因:首先,打呼嚕一般發(fā)生在深度睡眠階段,這個階段的意識幾乎與外界斷開,很難喚醒。深度睡眠(占睡眠時間的25%)對人體健康非常重要,在這個階段,人體代謝降到最低,使得一天的疲勞得以緩解,打呼嚕實際上在破壞這種狀態(tài),所以千萬別把打呼嚕作為睡眠質(zhì)量好的標(biāo)準(zhǔn)。其次,我們的大腦對自己的呼嚕聲頻率、響度等信息很明了,以至能主動“屏蔽”呼嚕聲。就好像別人撓你癢癢,你覺得癢,自己撓就不癢了,因為你的大腦知道你想干嗎。

當(dāng)然,打呼嚕的人也不是絕對就不會被自己的呼嚕聲弄醒,而且睡眠階段的人也不是一點意識沒有,有的人確實偶爾能知道自己在打呼嚕。

為什么煮餃子時,餃子熟了會浮起來;而煮茶時,茶煮好了,茶葉卻沉底了?

餃子浮起和茶葉下沉的原因是不同的。當(dāng)餃子煮熟時,其內(nèi)部會充滿水蒸氣,使其膨脹,體積增大,從而能夠浮起。煮茶時,茶葉一開始不能沉下去,主要是由于干茶葉表面不平整,在與水接觸時,其表面會附著大量微小的氣泡。這些微小的氣泡以及茶葉內(nèi)部可能殘留的空氣能夠提供額外的浮力,讓茶葉浮在水中。當(dāng)水沸騰或者溫度較高時,水分子運動劇烈,能夠逼迫氣泡與茶葉表面分離,同時也能夠更快地滲入茶葉中,將其內(nèi)部殘留空氣排出,這樣茶葉所受的浮力變小,于是就會沉入水底。

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