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为什么有些碳酸饮料冷冻后会结成冰,有些则会变成冰沙?等

2021-01-21

科学大众·小诺贝尔 2021年2期
关键词:瓶内饮料瓶方形

其实,决定冷冻后碳酸饮料状态的要素不是饮料的种类,而是冷冻前碳酸饮料瓶内的气压。如果冷冻前瓶内的气压和外界一致(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,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。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,就能看到液体瞬间结晶,呈现冰沙状。

为什么闪电有白色、红色、蓝色等不同的颜色?

闪电确实有不同的颜色,这是由空气中不同成分的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的电子轨道,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。

为什么手机摄像头是圆的,照出来的照片却是方的?

圆形的相机镜头在光学成像效果、加工难度等方面相比方形有巨大优势,所以市面上大部分相机镜头都是圆形的。那为什么照片是方的呢?直接原因就是相机中将光信号转化为电信号从而成像的感光元件是方形的。

那么,相机的感光元件为什么要设计成方形的呢?一方面,是因为在照片打印等过程中,圆形照片相比方形要浪费大量空间;另一方面,目前照片、视频查看方式,如手机、显示器、海报、插画、电影等也都是方形,短期内不会有太大改变,所以大部分相机感光元件都设计为方形了。

为什么打呼噜的人能吵醒别人,却吵不醒自己?

这主要有两方面的原因:首先,打呼噜一般发生在深度睡眠阶段,这个阶段的意识几乎与外界断开,很难唤醒。深度睡眠(占睡眠时间的25%)对人体健康非常重要,在这个阶段,人体代谢降到最低,使得一天的疲劳得以缓解,打呼噜实际上在破坏这种状态,所以千万别把打呼噜作为睡眠质量好的标准。其次,我们的大脑对自己的呼噜声频率、响度等信息很明了,以至能主动“屏蔽”呼噜声。就好像别人挠你痒痒,你觉得痒,自己挠就不痒了,因为你的大脑知道你想干吗。

当然,打呼噜的人也不是绝对就不会被自己的呼噜声弄醒,而且睡眠阶段的人也不是一点意识没有,有的人确实偶尔能知道自己在打呼噜。

为什么煮饺子时,饺子熟了会浮起来;而煮茶时,茶煮好了,茶叶却沉底了?

饺子浮起和茶叶下沉的原因是不同的。当饺子煮熟时,其内部会充满水蒸气,使其膨胀,体积增大,从而能够浮起。煮茶时,茶叶一开始不能沉下去,主要是由于干茶叶表面不平整,在与水接触时,其表面会附着大量微小的气泡。这些微小的气泡以及茶叶内部可能残留的空气能够提供额外的浮力,让茶叶浮在水中。当水沸腾或者温度较高时,水分子运动剧烈,能够逼迫气泡与茶叶表面分离,同时也能够更快地渗入茶叶中,将其内部残留空气排出,这样茶叶所受的浮力变小,于是就会沉入水底。

我有一个问题......

世界很奇妙,相信同学们对生活中的一切都充满了好奇,脑海中盘旋着大大小小的问号:为什么呢?那些苦于没有人解答的问题,让科学家来解答吧!满足同学们所有好奇心和求知欲,快来和我一起向科学家提问吧!

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