为什么冷水冲不开咖啡，热水冲开之后不会沉淀？| No.77
忙碌的生活中
泡上一杯咖啡
是工作之余无比惬意的时光
你知道冷水冲不开咖啡吗
热水冲开的咖啡
放凉后为什么不会沉淀呢？
在火车停止的时候，在火车车厢半空中升起无人机，让无人机悬浮静止，然后火车发动，无人机会碰到车厢上吗？相反，再火车高速行驶中，升无人机悬浮在车厢中间，无人机是会和火车速度同步，还是会发生别的？
By 旧梦A
我们先来分析下人坐在车里的情况：在火车启动时，座椅会对人施加一个推力，这个推力会把人往前加速，这样可以使人和火车一直保持一个同步的状态。对于悬浮在车厢中的无人机来说，火车在启动时相对于地面一直在加速，但是和人坐车不同的是，没有什么物体在推着无人机向前加速（空气的作用非常有限，可以忽略不计），所以火车相对于地面越来越快而无人机则一直悬浮在原处（相对于地面来说），结果就是无人机最终会撞到车厢上。
如果在火车匀速直线运动的过程中升起无人机，因为无人机原本就和火车具有相同的速度（无人机停在车厢里），所以升起过程中即便没有其他物体的推动，无人机仍然可以和火车保持相对静止（水平方向），这种情况下无人机就不会撞到车厢。但是如果火车在无人机升起后开始加速，这种情况下，无人机仍然会撞向车厢。
2Q为什么冷水冲不开咖啡？热水冲开之后不会沉淀？
By deeko
A
首先，冷水是能冲开咖啡的呢，需要你持续不断的努力，比如充分搅拌，大力摇晃。我们要知道，冲泡咖啡的过程是一个咖啡溶解于水的溶解过程。影响溶解的因素有很多，温度就是其中之一。一般来说，温度越高，溶解越快。这是因为温度越高，分子热运动加剧，咖啡分子越能跑到水分子之间的空隙中。宏观上就是咖啡溶解了。冷水创造出的低温环境会减缓这个过程，但并不是不能完成。强烈建议你买一包雀巢咖啡泡在农夫山泉矿泉水瓶里，盖上瓶盖，大力摇晃，仔细观察，细细品味。嗯～热水冲开咖啡之后不会沉淀，这个就要涉及到一个溶解度的问题。溶解度是一定温度下每100g水中能溶解溶质（咖啡）的克数。要想溶解后出现沉淀，则需要达到饱和即最大溶解度之后再加入溶质（咖啡），才能析出溶质（咖啡）。希望能回答你的问题呀。
为什么在过冷水不结冰的情况下，往过冷水中放入几个冰块，过冷水就会结冰了？
A
题目中提到的是缺少凝结核的过冷水。在正常大气压下，有时将水降温到零度以下仍然不结冰，这种状态下的水就是过冷水。众所周知，常压下水的凝固点是零度，但是这里指的是水的稳态，而过冷水是水的一种亚稳态。所谓亚稳态就是这个状态虽然也可以保持不变，但它并不是真正的稳定状态，如果受到外界的扰动，亚稳态就会向稳态转变。例如，把硬币立在桌面上就是一种亚稳态，虽然它可以一直立着，但是如果有晃动的话，硬币就会倒下，倒下的硬币才处在真正的稳态。水在结冰的过程中需要凝结核的参与，凝结核可以是杂质也可以是小冰晶。水首先向凝结核凝聚然后小核变大核，大核变成冰块。当水中缺少凝结核时，结冰的过程就很难被触发，所以即使是温度很低也难以出现结冰的现象。当过冷水中加入冰块后，水温原本就低于凝固点并且冰块可以充当凝结核，结冰的条件被完全满足，亚稳态向稳态过渡的路径被打通，这时过冷水就会在很短时间内自发结冰。
激光的方向性很好，为什么激光发出光束的时候我们能从侧面看到光束，能看到光束不是说明有光进入眼中吗，那么方向性好吗？
By jw耶百
A
首先，激光的方向性是很好的，对此产生疑问主要是方向性的概念不明导致的。激光的方向性是指其发散度小，在传播时不会因为自身光线的发散导致光场减弱。在共振腔中，被反射的光线只有与共振腔相同方向的光线，只有这种光线被放大而在激光器中产生激光，因此激光器发出的光线只朝一个方向传播，其发散度极小，约为0.001弧度，几近于平行，激光方向性很好。
当激光传播的路径上有物质时，激光与其相互作用发生散射，一部分激光从侧面射出，因此我们能从侧面看到光束，这也就是所谓的丁达尔效应。丁达尔效应发生的条件是粒子尺寸与光线波长满足一定关系时才会发生的现象，也就是说，我们能否在侧面观察到激光光束是与激光路径上的粒子尺寸有关的，即在真空或粒子尺寸很小的情况下，激光不发生散射，没有发散，激光的“方向性”很好。
那么在发生丁达尔效应时我们还能说激光的方向性好吗？当然！激光的方向性是指其发散度小，在传播时不会因为自身光线的发散导致光场减弱。丁达尔效应中，粒子使激光发生散射，不是激光自身的发散。并且如果我们以发生丁达尔效应后激光的发散度来定义激光方向性的话，激光的方向性是会随着路径实际情况而改变的。
在此我们给出结论：激光的方向性很好，我们不能因为有粒子在激光传播路径上改变了激光的方向就否决了激光方向性好的事实。虽然说，一个巴掌拍不响，丁达尔效应是激光与粒子相互作用引起的，但追究责任时最差也得他俩共同负责呀，如果直接认为激光方向性不好，激光是会很难受的！
如何计算地球质量?
A
质量，是物体所具有的一种物理属性,是物质的量的量度，体现了物质的惯性大小。地球的质量，由于地球体积以及地理位置的限制，使得无法直接对其进行称量，因此，即使有着“给我一个支点，我能撑起整个地球！”的豪言壮语，我们也无法在技术上实现这一伟大而艰巨任务。因此，在对地球质量进行测量时，我们需要利用间接测量的方法对地球的质量进行计算。
计算方法主要分两种，一种利用质量与密度、体积的关系（1），利用平均密度对地球质量进行计算；另外一种利用万有引力定律，通过地球与地球卫星的关系（2）或地球上的物体所受重力（3）来对地球质量进行计算，其中重要的一步是确定万有引力常数G，这就是著名的卡文迪许扭秤实验。
在公式（1）中，地球体积V可由技术测量决定，平均密度可由Schiehallion实验决定；公式（2）中的r为卫星运动半径、T为其运动周期；（3）中r为地球半径、g为测量点重力加速度。
氧气会液化吗？
A
先公布答案：氧气可以液化。当把氧气降温至154.58K以下并加压到5.04MPa以上，氧气就可以被液化。如果在标准大气压下，则需要达到90.19K以下才能将氧气液化。如果继续降温达到50.50K以下，液态氧就会变成固态。液态氧是浅蓝色液体，并具有很强顺磁性，同样的，固态氧也是浅蓝色。
在单质气体家族中，氧气并不是最难被液化的。最难被液化的是氦气，直到1908年，昂内斯才成功液化了氦气。液化4He需要达到5.20K以及2.26个大气压的苛刻条件，在常压下则需要温度达到4.21K。和氧气不同的是，4He不能在常温下转变成固态，固态4He的获得必须额外施加压强。
气体液化的进程伴随着低温技术的进步。低温技术的成熟才使研究低温物态成为可能，在低温领域，最著名的当属超导现象，尽管超导现象已经被发现了超过一个世纪，直到今天，超导领域仍然是凝聚态物理的前沿领域。
7Q无色和透明为什么不是同一个概念？
By wolf
A
在生活中，我们经常会用“无色”、“透明”来描述水滴、玻璃等物品，这俩仿佛是一对孪生兄弟，经常一起出现，那么“无色”和“透明”究竟有何区别呢？
首先，“透明”是指光线在穿过物体时不发生任何散射，体现物体与光线之间相互作用的性质。无色，字面上理解，无颜色，没有颜色，表示物体本身的特性。这里的颜色有两种理解，第一种是指彩色系，即红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色或具有这七种颜色任一颜色倾向的色彩，如此一来，无色就是指纯黑、纯白或黑白任意比例混合（灰色），也就是常说的无色系。在这种理解下我们还是十分容易将无色和透明给区分开的，即区分白色（黑色）和透明。
还有一种理解是，物体不具有任何颜色，如此一来，人类就无法看到该物体，该物体就表现为所谓的透明了。但仔细分析发现，此透明非彼透明，物体不表现任何颜色，即吸收所有射向物体的可见光而不发出任何可见光，对于可见光而言，这不就是一个绝对黑体吗？不难发现，这种理解下，无色和透明是无法在可见光波段同时发生的，在此情况下，人眼已经无法区分无色和透明了，这很有可能是无色和透明容易混淆的原因。
仁者见仁，智者见智，不管哪种理解，我们的目的是将“无色”和“透明”两个概念区分开，即透明不一定无色，比如蓝色硫酸铜溶液，无色不一定透明，比如白纸（第一种理解）、绝对黑体（第二种理解）。个人理解，虚心求教！
在完全非弹性碰撞中，为什么动量守恒而动能不守恒？损失的动能转化成了什么类型的能量？
A
众所周知，动量只有一种，不管是哪个动量都叫做动量，动量经过转化以后还是动量。但是能量有很多种类型，动能、势能、热能、电能都是能量，各种能量之间可以相互转化。动能守恒在很多情况下会失效，但是如果把动能换做能量，能量守恒就是普遍成立的。在完全非弹性碰撞的过程中，原本所有的质点都朝着同一个方向运动，经过碰撞后，各个质点除了整体的平动外还参与各个方向的振动。但是我们测量动能从宏观的角度审视，微观质点振动所具备的能量不会被计入总动能中。这就是造成动能不守恒的罪魁祸首，但是如果把微观振动所具备的能量和宏观的动能全部加在一起，你会发现， 47 32333 47 15289 0 0 4376 0 0:00:07 0:00:03 0:00:04 4375能量还是守恒的。我们一般把微观振动具有的能量归入内能中，也就是说损失的动能转化成内能了。
本期答题团队：
物理所 螳吉呵呵、勿用、三只猪
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编辑：J.C.
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