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為什么有些碳酸飲料冷凍后會(huì)結(jié)成冰,有些則會(huì)變成冰沙?等

2021-01-21 10:45
科學(xué)大眾·小諾貝爾 2021年2期
關(guān)鍵詞:瓶?jī)?nèi)飲料瓶方形

其實(shí),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?jī)?nèi)的氣壓。如果冷凍前瓶?jī)?nèi)的氣壓和外界一致(一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓),那么,當(dāng)外界溫度低于飲料的熔點(diǎn)時(shí),在足夠長(zhǎng)的時(shí)間后,飲料將從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。而如果在冷凍前晃動(dòng)飲料瓶,溶解于碳酸飲料中的二氧化碳就會(huì)被釋放出來(lái),瓶?jī)?nèi)的氣壓將高于外界。由于碳酸飲料在凝固的過(guò)程中密度會(huì)變?。w積會(huì)膨脹),所以瓶?jī)?nèi)氣壓的增大會(huì)使其熔點(diǎn)降低。當(dāng)降低后的熔點(diǎn)低于冰箱的溫度時(shí),冷凍后的飲料就處于一個(gè)“過(guò)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(huì)結(jié)晶)。此時(shí)打開(kāi)瓶蓋讓氣壓回到與外界一致(熔點(diǎn)也隨之一起回升),再晃動(dòng)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(shí)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(shì)差,會(huì)將空氣中的氮?dú)夂脱鯕怆婋x,出現(xiàn)放電現(xiàn)象。而此過(guò)程中釋放的能量會(huì)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(lái)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(zhǎng)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(lái)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(shì),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(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)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(jì)成方形的呢?一方面,是因?yàn)樵谡掌蛴〉冗^(guò)程中,圓形照片相比方形要浪費(fèi)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(bào)、插畫(huà)、電影等也都是方形,短期內(nèi)不會(huì)有太大改變,所以大部分相機(jī)感光元件都設(shè)計(jì)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(gè)階段的意識(shí)幾乎與外界斷開(kāi),很難喚醒。深度睡眠(占睡眠時(shí)間的25%)對(duì)人體健康非常重要,在這個(gè)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(shí)際上在破壞這種狀態(tài),所以千萬(wàn)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(duì)自己的呼嚕聲頻率、響度等信息很明了,以至能主動(dòng)“屏蔽”呼嚕聲。就好像別人撓你癢癢,你覺(jué)得癢,自己撓就不癢了,因?yàn)槟愕拇竽X知道你想干嗎。

當(dāng)然,打呼嚕的人也不是絕對(duì)就不會(huì)被自己的呼嚕聲弄醒,而且睡眠階段的人也不是一點(diǎn)意識(shí)沒(méi)有,有的人確實(shí)偶爾能知道自己在打呼嚕。

為什么煮餃子時(shí),餃子熟了會(huì)浮起來(lái);而煮茶時(shí),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(shí),其內(nèi)部會(huì)充滿水蒸氣,使其膨脹,體積增大,從而能夠浮起。煮茶時(shí),茶葉一開(kāi)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(shí),其表面會(huì)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(shí),水分子運(yùn)動(dòng)劇烈,能夠逼迫氣泡與茶葉表面分離,同時(shí)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(huì)沉入水底。

我有一個(gè)問(wèn)題......

世界很奇妙,相信同學(xué)們對(duì)生活中的一切都充滿了好奇,腦海中盤(pán)旋著大大小小的問(wèn)號(hào):為什么呢?那些苦于沒(méi)有人解答的問(wèn)題,讓科學(xué)家來(lái)解答吧!滿足同學(xué)們所有好奇心和求知欲,快來(lái)和我一起向科學(xué)家提問(wèn)吧!

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