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生活中的趣味物理问题(二)

科普小知识2022-06-01 20:15:56
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为什么肥皂泡总是先升后降

在我们的日常生活中,我们经常看到一些孩子吹肥皂泡。小肥皂泡一个接一个地从吸管中飞出,在阳光下发出美丽的颜色。在这个时候,孩子们沉浸在快乐和幸福中,我们成年人常常希望肥皂泡能漂浮在空中,形成一道美丽的风景。但是我们经常看到肥皂泡开始上升,然后下降。为什么?这个过程和现象,只要我们仔细思考,我们就会发现它包含着丰富的物理知识。一开始,肥皂泡充满了从嘴里吹出的热空气。肥皂膜把它和外面隔开,形成两个区域,里面和外面。室内热空气的温度高于室外空气的温度。此时,肥皂泡中气体的密度小于外部空气的密度。根据阿基米德原理,此时肥皂泡的浮力大于它受到的重力,所以它会上升。这个过程与热气球的原理相同。随着上升过程的开始和时间的推移,肥皂泡内外的气体发生热交换,肥皂泡内的气体温度降低。由于热胀冷缩,肥皂泡的体积逐渐减小,它从外界空气中获得的浮力也逐渐减小,而它所获得的重力不变。这样,当重力大于浮力时,肥皂泡就会减少。

大雪过后为什么会安静

冬天,大雪过后,人们会觉得外面很安静。这是怎么回事?是因为人类活动减少了吗?那么,为什么雪被践踏后,大自然又恢复了以前的喧嚣?原来,新下的雪又新鲜又松软。它的表层有许多小孔。当声波从外面进入这些小孔时,它们会被反射。因为毛孔通常内部大,口径小。因此,只有一小部分波能通过出口反射回来,而大部分能量被吸收。因此,大部分自然声音可以被这个表层吸收,所以有一个无声的场景。雪被踩后,情况就大不相同了。原本新鲜蓬松的雪会被压实,从而减少对声能的吸收。结果,自然界又恢复了以往的喧嚣。

为什么闪电会缠绕

众所周知,两朵异性带电的云在接近时会发出闪电,闪电路径中的高温导致空气体积迅速膨胀,水滴蒸发,从而产生强烈的爆炸。这就是我们常说的“雷电”。为什么闪电总是蜿蜒曲折?国家气象局的内特·拉杰德尔认为,每当暴风雨来临,雨滴就会获得额外的电子。电子带负电荷。这些电子将跟随地面上的正电荷。当多余的电子流出云层后,它们与其他电子碰撞,成为*电子,从而形成导电轨迹。传导轨道会在散布在空气中的不规则形状的带电离子群之间跳跃和绕行,但一般不会是直线。因此,闪电的轨迹总是曲折的。