为什么空调吹出的风有一股“空调味”？| No.111

啊！！

七月！！

热啊！！！

这么热的天，空调真是救命

在这里对空调发明者威利斯·开利致以最最诚挚的敬意！

但是在吹空调的时候

我发现空调吹出的风总是有一股特殊的令人不愉快的味道

于是，我就打开了物理所的公众号

在菜单里找到他们的提问按钮

问出了这个困扰已久的问题

搭配BGM食用更佳 ╭(●｀∀´●)╯（点击音频图标即可食用）

1Q

在物理上有什么办法能让自己学习成绩变好吗？

by 高三党

A

要从物理上解决一个问题，需要先对这个问题进行分析，建立起一个物理的模型然后简单粗暴直接进行求解并对所得的解进行分析讨论即可。至于解的存在性、稳定性等，这些是数学家考虑的事~

首先需要对学习成绩下定义，我们认为学习成绩不等于考试成绩，学习成绩是一个人学识、基本功的体现，即不通过考试，同学与老师对于你平日各种表现的估计。

学习成绩与考试成绩虽然有很大的关联，但是并不是完全相等，考试成绩是学习成绩的体现。考试相当于是一个函数或信号处理器，它对输入的变量、信号进行处理，输出考试成绩。本回答只讨论学习成绩，至于物理上如何提升考试成绩，且听下回分解……

从物理上来分析，学习好与学习不好显然是两个不同的状态，我们首先分析一下这两个状态之间是如何过渡的。虽然考试的成绩是跃变，但是学习的好坏是一点点积累起来的，因此这两个状态点是用平滑的曲线连接起来的。

虽然成绩好了可能会自我膨胀，但是实际上V、p并没有发生变化，而学习成绩与温度T的关系也不大，因此学习成绩的变化是在等温、等压、等体、不做体积功的条件下发生的。

学习成绩在一定范围内与坐标没有关系，就是说你和你同桌互换座位对于你的成绩几乎没有影响，但如果把你从第一排调到最后一排，且坐在你暗恋的同学旁边，那么就是有影响的。

因此，黄金法则之一便是改变你的坐标，主动申请坐在老师的眼皮子底下！

我们知道，成绩如果不努力保持就有下降的趋势，这是自发过程，但学习不好是不可能自发的学习好的，因此从学习不好到学习好是一个熵减、吉布斯自由能增加的过程。那么就需要做功，也就是用功学习。 

功不仅与力的大小有关，还与力的作用路径有关。也就是说提升同样多的成绩，采取不同的用功方式，所耗费的努力是不一样多的！

实际的模型比这个还要复杂，你采取不同的路径，所损耗的功也不一样多。

当然希望是付出的少回报大咯~

从数学上讲，就是在F-l坐标内给定了两个点，要求这两个点之间之间的曲线，使得曲线与l轴围成的面积最小。这是一个泛函求极值问题，解欧拉-拉格朗日方程便可求出最佳努力方式~篇幅关系就不深入讨论了。

By Patwf

2Q

重力和地心引力是一个力么？（指的是在地球上）

by 小到

A

因为地球在自转，所以相对于地表静止的人实际上在做圆周运动，因此需要有向心力。向心力由万有引力提供，从万有引力中减去向心力便是人所受到的重力，因此重力只是万有引力的一部分。

地球自转是绕着地轴的，因此人所受到的向心力指向地轴，向心力的大小由赤道往两极逐渐减小，而万有引力始终指向地球的地心。

力不仅有大小还有方向，力的叠加要符合三角形定则，因为向心力的方向与万有引力的方向不同，所以重力的方向与万有引力的方向也不同。

By Patwf

3Q

为什么空调会有一股“空调味”？

by 匿名

A

你所处的室内其实非常脏，只是你看不到而已，比如长时间没有管的窗台上会积一层灰。虽然你很少能够在室内看到菌斑，但是室内的细菌还是很多的，只是环境不利于它们聚集式生长。空调一边吸气一边出气，所以它的滤网能接收到更多的灰尘与微生物。灰尘在人类看来是几乎没有价值的脏东西，但是对于微生物来说则是舒服的沃土（1g湿润的土壤里含有约几十亿个细菌、真菌，你“干净”的手上大概有几十万个细菌……），再加上空调在制冷、制热的时候会产生潮气，所以空调里边特别容易滋生大量的微生物。微生物的各种代谢产生了难闻的味道，这便是所谓的空调味。所以长期不用的空调在再次使用前一定要清洗。

By Patwf

4Q

白云和乌云有什么异同？

by 墨菲

A

这里可以考虑一下从水蒸气到形成降雨的整个过程。我们知道空气中是含有一定量的水蒸气的。而水蒸气从气态凝结成液态（或者固态），需要两个条件，一是温度较低，二是有凝结核。大气中的凝结核多半为灰尘。对流层高空，完美的满足了这两个条件。在水蒸气凝结的初期， 形成分立的小液滴（或小冰晶）悬浮在对流层中，这个时候液滴区域密度较小，灰尘少，彼此之间空隙较大，阳光透过率高，衰减很小，云朵呈白色。当液滴积累到一定程度，其区域密度变大，灰尘变多，彼此之间空隙变小。这个时候阳光透过率变小，衰减很大，云朵呈灰色。与此同时不同液滴也有较大机会相互融合，变成更大的液滴，以致液滴不能再悬浮空中，形成降雨。

所以总结如下，

白云和乌云的相同点：都是以灰尘为凝结核的液滴（或冰晶）。不同：白云液滴区域密度小，一般不会形成降雨。乌云液滴区域密度大，会形成降雨。

所以漫天乌云的时候，就是要打雷了下雨了，赶紧回家收衣服了。

By 可爱的你

5Q

如何从微观角度理解化学能？

by 云

A

首先要明确一点，化学键的成键原因有很多，比如带有不同电荷之间的离子之间的静电力啦；或者是相邻原子共享电子啦以及不同分子之间的极化导致的相互吸引力啦等等。但是本质是一致的，它们都是由成键双方之间的相互作用导致的。比如说两个带有不同电荷的离子之间吧，首先它们有一个整体上的库伦吸引力（图中绿线）。如果只有这个库伦吸引力的话，他们会不断靠近，但是除此之外，当他们靠近到一定程度的时候，由于他们的原子核都是带正电的，会相互排斥，电子之间也会相互排斥，这个排斥力（图中蓝线）随着距离的拉近会迅速上升以抵消上边提到的相互吸引的力以至于在某个位置达到平衡（图中红线）。处在平衡位置的两个离子之间的距离会在这个平衡距离附近摆动（因为布朗运动）但是不会跟这个距离差太多。

这么解释肯定有很多同学听不懂了，下面就形象的解释一下。就拿谈恋爱来打个比方吧，成键就好比是结婚。首先两个人各自独立的时候（就像两个独立的离子），存在异性相吸的吸引作用的。但是当两个人不断靠近，就会发现对方身上有着跟自己同样的缺点（科学研究表明很多人对于他人的厌恶有时来源于在他人身上看到自身的一些影子），就会开始产生排斥。但是到最后这两者之间会形成一个微妙的平衡，你们就会在这个平衡之间分分合合（类似于两个成键原子的振动），多年之后，你们也就修成正果结婚（成键）了。这里为了简洁选取了离子键来解释，其实其他的化学键的成键原因与之类似，只不过是吸引和排斥的力的来源可能更为复杂一些。

By 望江楼

6Q

功率可以为负值？咋样理解？物理意义又是什么？

by 猪哥

A

我们在这篇回答里只对单个物体受力的情况进行分析：对于功率来说，它的计算公式是:P=F·vcosɑ, ɑ是力F和速度v之间的夹角。

由功率的计算公式可知，力对物体做功可能会出现一下几种情况： 

当0°≤ɑ<90°时，cosɑ>0，P>0，表示力对物体做正功，物体动能增加。

当ɑ=90°时，cosɑ=0，P=0，表示力对物体不做功，物体动能不变。

当90°<ɑ≤180°时，cosɑ<0，P<0，表示力对物体做负功，也可以说物体克服这个力做功，物体动能减小。

By Nothing

7Q

请问光的衍射和干涉本质上有什么区别和联系呢？

By 匿名

A

干涉是若干光束的叠加，如果参与叠加的各束光本身的传播行为可以近似用几何光学中直线传播的模型来描述，则是一个纯干涉问题。但如果参与叠加的各束光不再符合直线传播模型时则对于每一束光都存在衍射，而各光束之间则存在干涉关系，所以一般来说干涉和衍射是同时存在的。例如干涉条纹的产生需要两道狭缝，而只有一道狭缝时就可以观察到衍射条纹。从根本上讲，干涉和衍射两者的本质都是波的相干叠加的结果。干涉是有限几束光的叠加，而衍射则是无穷多次波的相干叠加，干涉是粗略的，衍射是精细的。从数学上来讲衍射相对于干涉来说是相干叠加的矢量图由折线变为连续弧线，有限项求和过渡为积分运算。

总之干涉和衍射本质上是统一的，但是在形成条件、数学处理方法上略有不同。

（详情参考姚启钧《光学教程》）

By Patwf

本期答题团队：

   物理所  Patwf、Nothing、可爱的你、望江楼、Fi

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编辑：Holo

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