几个与“玩火”相关的有趣小实验
由 动力老男孩 发表于 2013/02/02 21:57:35今天在微博上看到一个朋友的提问:
“家里这个奶锅用了几个礼拜了,锅底的纸还没被烧掉,不理解啊”
看来生活中到处都充满了热爱学习的理工男:)。小奶锅的纸不会被烧坏,是因为它虽然处在熊熊烈火里,但是温度却并不高。它贴在导热性能非常好的金属锅底,锅里有开水的时候,由于沸点是稳定的,同时汽化热是很高的,能迅速带走热量。这样就会把最高温度维持在一百度附近,所以纸不会烧坏。(需要注意的是,跟汽化相对的是凝结,这时候也会释放大量的热量,所以被水蒸气烫伤往往比开水烫伤更严重)
想起以前看过的一些有趣的小实验,跟大家分享一下。
1. 纸锅烧水
这个 实验其实就是上面这个现象的进阶版,在生活最方便的实验环境就是纸杯+蜡烛了,直接从网上找个了图,有兴趣的兄弟回去可以试试
2. 鲁珀特之泪
曾经有一次,老家的叔叔特地给我打电话说了一件怪事:他们家的玻璃台盆突然“爆炸”了,而且是炸成很小很小的颗粒状。当时他们正好全家都出门了,家里也没有开洗衣机或其他的东西。所以他们担心是家里进贼了,或者是不是中了什么邪。特地上网查了下,这是由于玻璃制品冷却不均匀产生的巨大内应力造成的。 作为家里的知识分子代表,我详细的给他们介绍了原理,总算打消了他们请道士驱邪的念头。
鲁珀特之泪是一个把内应力现象用到极致的有趣物理实验。操作也很简单:把玻璃在坩埚里烧化,然后迅速的倒入一桶冷水里。熔化的液滴就会形成漂亮的玻璃蝌蚪。
这只蝌蚪有种神奇的特性,它的脑袋很硬,你可以用榔头敲打,但是当你掰断它那细长的尾巴尖时,整个鲁珀特之泪就会在瞬间化为粉末!抄来的一段说明:
鲁珀特之泪碎裂的原理叫做“裂纹扩展”,源于其内部不均衡的压力:当熔化的玻璃滴入冰水中时,玻璃表面迅速冷却形成外壳,而壳下的玻璃还仍然是液态。等到核部的玻璃也冷却凝结时,由于体积变化,液态的玻璃自然而然地向着已经是固态的外壳收缩,导致靠近表面的玻璃受到很大的压应力、而核心位置则被拉扯向四周,受到拉应力。当尾部遭到破坏时,这些残余应力迅速释放出来,使得裂纹瞬间传遍全体、支离破碎,据高速摄影技术观测,其裂纹的传递速度可达秒速1450米-1900米。
眼见为实,转一个视频大家看看吧
3. 莱顿弗洛斯特现象
把一颗烧到红腾腾的铁球扔进水里会怎样?很多人觉得会有一番超级剧烈的、冰与火一般的缠斗,伴随着疯狂的气泡和各种难以忍受的声音……事实上,这颗高温的铁蛋会像糖心蛋一般,静静地躺在水底,同时身上带着一圈小气泡。
莱顿弗洛斯特是一名科学家,他在1756年发现,“液体不会润湿炙热的表面,而仅仅在其上形成一个蒸汽层”,这便是莱顿弗洛斯特现象。而具体到这个视频,当烧红的铁球被扔进水里,刹那间形成的水蒸汽,将把铁球包裹起来,就像是一个隔离带,将之与周围的水隔开,于是,我们就看到了最初的“糖心蛋”。
跟它类似的实验是,把一个铁勺子烧到滚烫,这时候倒一点儿水到勺子里。水并不会立刻像进油锅那样炸起来,而是缩成一个球状在勺子里“跳舞”。
4. 低温版莱顿弗洛斯特现象
对于液氮这样的低温液体,室温和人体的温度对它来说,就已经是“高温”了,所以就出现了很多有趣的低温版实验。
例如:把手伸进零下196度的液氮里和把手伸进零度的冰水里,哪个更冷?看一个很酷的图吧:
液氮遇到高温的人类爪子,会迅速的形成一层气体隔离层,而气体是热的不良导体,所以感觉上反而不如伸到冰水里冷。据说物理系的牛人们会做一个更可怕的实验,他们把少量液氮含到嘴里,就会看到液氮在舌尖上跳舞,然后嗤嗤的冒着白烟……
<End>
PS: 最近被朋友批评说更新的太慢了, 主要是因为四轴飞行器已经暂停很久,而且北京的冬天又脏又冷,没有合适的地方可以开工。但是想起来,生活中其实还是有一些好玩的事情,有时间的话还是应该多蹦跶出来和朋友聊聊。
再PS:不管是高温还是低温的实验,都是有危险的,请谨慎操作!最后转一个带着蛋蛋的忧伤,但是很好笑的帖子
本来我(指原作者mike)可以跟所有人一样顺利完成研究课题然后毕业的,但是两个月前的一件小事,却于我有意义,将我从既定的人生轨道拖开,使我至今忘记不得。当然你也许听说过那个所谓的谣言,主角就是在下,现在我可以亲口告诉你传说中的未删节版本。
在开学第二周,物理系组织了新生欢迎会。作为一项传统,我们用液氮来做冰激凌——当然它不是食用成分,而是作为冷凝剂。当一滴液氮落到桌子上时,它展示了奇异的舞蹈动作。于是新生们奇怪了:怎么会这样?
于是我解释道:氮气在接触到桌面时表面部分已经蒸发,形成一个气垫阻止它继续下落;并且起到隔热效果,减少了进一步的蒸发,因此它不会马上沸腾甚至不接触桌面,看起来就像在跳舞。
我又说了,同样原则可能适用于不小心用液氮洗手活当饮料喝下去的情况,原则上说喝下液氮应该不会造成伤害的。以我在低温实验室的多年经验,这在物理学上应该是可行的。
但是没有人相信我,“你会被整个儿冻成冰雕,就像《终结者2》里一样”。靠,敢蔑视师兄的权威,于是我倒了一杯液氮一饮而尽,爽!一股青烟从我鼻子冒出来,大家都呆了。
2秒后我崩溃了,瘫倒在地板上,动弹不得,感到极度的痛苦。救护车和警车一起赶到,把被终结的我送到医院。一路上没人能解释我是怎么了。
第二天我被病房里机器的滴滴响声中醒来,这时我终于承认喝下液氮是不对的,虽然这与我的信仰不符。
随后我了解到关于液氮的几件事。你能把液氮倒进嘴里然后表演喷烟,但是你不能把它吞下去。因为闭合的会厌阻止气体的逃逸,于是它们被迫进入你的体内;而且食道会压缩里面的任何东西,因此即便有稀薄的气垫保护,液氮还是与食道发生了亲密接触。
原来如此。6年前我曾经玩过这个把戏,但是没有吞下去过,昨晚上我一定是在某个环节搞错了。
结果我从会厌到胃底都被严重损坏。快速扩散的气体压迫胸腔,然后肺部都破裂了。在一整夜的手术后,医生们切掉一部分胃,用一台机器上运行我的整个消化系统,直到第二天我的肺功能开始恢复。
后来他们对我的恢复能力感到惊奇(靠!怎么说我也是大师兄)。几天后我能自己呼吸,一周后我能坐起来,两周后能走动和进食,八周后基本上都愈合了,除了一些不太好看的伤痕。
有个好消息就是,我是首个摄取低温材料的医学案例。强烈推荐你看最新的英格兰医学学报,将有三篇有关的文章。
因为这次冒险我多了一个外号叫硝基迈克(Nitro-Mike),以及给物理系增加了一个经典玩笑,偶尔学校的文章上还会提到我。”嘿,那不是迈克最喜欢喝的饮料吗?”