温度计骗我，这么冷的天有16℃？| No.279
天冷了
降温了
我看着温度计
沉思了
这么冷的天
你告诉我是十六度
这**是十六度？
这冬天的十六度
为什么跟夏天的十六度
差距这么大捏？
Q1
为什么水的比热容最大？
by 无
答：首先，问题有一点小错误哦，水的比热容不是最大的，实际上，也不存在谁的比热容最大的问题。
比热容定义为单位质量物质升高单位温度所吸收的热量，表征物质吸收热量的能力的大小。比如两个物体吸收了相同的热量，温度变化小的物体的比热容较大。温度的高低实际上是物质内部原子运动的剧烈程度的大小，热量倾向于使得原子运动加剧，但是物质内部存在各种化学键，化学键的存在倾向于使得原子维持在其平衡位置，因此，化学键越强，则比热容越大。对于水，水分子之间存在氢键，所以吸收的热量的一部分用来破坏氢键，所以水的比热容比较大。
比热容和杂质、晶体结构、压强等有关，不存在最大的比热容。参考资料里有一些物质的比热容。
参考资料：
by 有衡
Q.E.D.
Q2
为什么放淀粉的汤开始是稠的，喝的时候不断搅拌就变稀了？
by 匿名
答：淀粉是一种高分子碳水化合物，是由葡萄糖分子聚合而成的多糖。淀粉有直链淀粉和支链淀粉两类。
图源百度百科 淀粉的水溶性较差，在常温下几乎不溶于水，但是在加热到53℃以上的时候，淀粉的物理性质发生明显的变化，淀粉在高温下溶胀，分裂成均匀的糊状溶液，直链或者分支状的淀粉彼此牵扯，这种现象称为淀粉的糊化。（不知道大家有没有在农村过年的时候贴过春联，一般会用淀粉加水熬制成“糨糊”充当胶水使用呢）
那为什么会越搅拌越稀呢？
我们以一碗玉米粥为例。首先，粥从锅里盛出来以后，温度逐渐降低，淀粉溶解度降低；其次，在搅拌的过程中，彼此牵扯的分支状淀粉会顺着搅拌的方向规则排布起来，形成一种束状结构，溶解度降低，形象地说就是梳头使原先打结的头发整齐了，于是汤就稀了。同时粥中的大颗粒玉米碎片会随着汤变稀而沉降下来，这就更加导致了视觉上看到了“越来越稀”了。
参考资料：
by 岷客
Q.E.D.
Q3
大气压强与海拔有关，高度越高，沸点越低，如果在海底下非常深的深海里面的沸点是不是很高？
by …
答：图片来源于网络，1atm=1个大气压，1torr代表1毫米汞柱产生的压强，KPa是千帕。 以上是水的相图，可以看出，压强越大，沸点越高，因此，在海底深处水的沸点很高。但是当温度升高到374℃以上时，液相和气相的差别便不复存在了，即使继续加压，也不能提高沸点了。
另外，水的密度在4摄氏度的时候最大，密度大的水容易下沉，因此，较深处的海水的温度在4度左右，当然，中层海水受到洋流影响，底层海水也有“大洋传动带”机制，实际温度还是以实地测量为准。如果海底有火山口，火山口附近的温度较高，这里的水密度小，加热的海水迅速上浮，然后温度迅速下降。
by 有衡
Q.E.D.
Q4
为什么刚洗冷水澡时有窒息的感觉？
by 匿名
答：首先可以明确，窒息是由机体缺氧导致的有神经系统参与下的生理反应。为了便于理解，我们只考虑引起窒息的原因——缺氧。
我们身体的氧循环系统可以用下图做简要回答：人体血液循环分为体循环和肺循环。血液通过血管流通，根据血液含氧量的不同，可以分为静脉血和动脉血。静脉血由右心房进入自右心室泵出，此时仍为静脉血，流速较为缓慢，之后进入肺循环系统，血液与肺部进行气体交换，变成含氧丰富的动脉血。动脉血由左心房进入，通过左心室进入主动脉，进入体循环系统。然后血液被输送到机体各个组织与器官。在机体组织与器官附近，主动脉与静脉依靠毛细血管连接。当动脉血进入毛细血管后，血液内的氧气在渗透压作用下被毛细血管附近细胞接收，同时细胞产生的二氧化碳会被输送至血管内，当血液通过毛细血管后，含氧量降低，成为静脉血，进而被输送至心脏。由此，我们身体的氧循环得以完成。
图源自网络 接下来我们考虑洗冷水澡对氧循环的影响。胸腔突然大面积接触冷水会造成心脏跳动频率降低（当然，随着时间推移，机体需要对寒冷做出反应。通过激素、神经的作用，心跳频率会逐渐回复），血液的泵出量减少，进而短期内降低肺泡中氧气的交换效率，造成血液含氧量降低，身体处于缺氧状态。另外机体突然大面积接触冷水时，毛细血管会收缩以减少与皮肤接触的表面积，达到保暖的目的。毛细血管内血液减少，因此输送至机体组织与器官的氧含量减少，也会导致机体出现缺氧状态。需要说明的是，身体大面积接触时才会出现窒息感。
参考资料：
孙洁, 李亘松. 温度对心率和心率变异的影响[J]. 解剖科学进展, 2007, 13(001):87-90.
by 果粒橙
Q.E.D.
Q5
为什么同样是十六度，冬季和夏季的感觉完全不一样呢？
by 沫沫
答：首先大家要明白一个问题，物理学上定义的温度和体感温度是不一样的！体感温度综合了环境因素，风速以及长短波辐射等作用，所以体感温度相对于物理上所定义的温度来衡量人在所处的环境中的舒适度更具有代表意义[1]。
根据1984年，罗伯特·史特德曼发表的《体感温度的通用公式》（公式警告
） 其中AT为体感温度（℃）、T为气温（℃）、e为水汽压（hPa）、V为风速（m/s）、RH为相对湿度（%）。
根据以上公式可以判断出，体感温度（AT）与水汽压成正相关，与风速成负相关。
详细计算如下（冬夏取物理学上的温度为16摄氏度，通风的夏天房间的相对湿度取90%，冬天的相对湿度取10%，风速都取0m/s），并根据罗伯特·史特德曼所说
首先，计算冬天与夏天的水汽压：
再代入公式计算体感温度：
则不难计算，冬夏体感温度差为：
也就是说，在上述的条件下，冬天的体感温度会比夏天的体感温度要低2.89摄氏度左右！！
总结：冬天相对夏天的来说其相对湿度会变小，若再加上风速较大，即使和夏天温度一样时，身体也会感觉比较冷。
Tips：最近降温幅度较大，大家要注意保暖呀！
参考文献：
[1]陈丽媛. 冬夏奶牛体温调节特性及其体感温度的研究[D].南京农业大学,2014.
by just_iu
Q.E.D.
Q6
松花蛋经历了什么？
by 匿名
答：松花蛋、皮蛋在食品生产中属于同样的产品，只是叫法不同。
我国现行的皮蛋生产技术标准GB/T 9694-2014中，对皮蛋（松花蛋）的定义是：以鲜蛋为原料，经用氢氧化钠（烧碱）、食盐、茶叶（添加或不添加）、水等辅料和食品添加剂（含食品加工助剂硫酸铜等）配成的料泥或料液腌制、包装等工艺制成的产品。这些配料中，最重要的就是氢氧化钠。氢氧化钠溶液有强碱性。腌制鲜蛋时，氢氧化钠渗入鲜蛋内，引起蛋清中蛋白质的变性，使蛋清逐渐发生固化、变色等变化。蛋黄的变化要相对复杂一点。首先蛋黄中有少量的蛋白质，因此强碱渗入到蛋黄，也会引起蛋白质变性。同时，蛋黄中的油脂会与强碱发生皂化反应生成高级脂肪酸的钠盐和甘油。最后，在蛋白质变性过程中还会产生硫化氢，硫化氢与蛋黄中的矿物质反应会生成硫化物。这几种机制共同作用使蛋黄变成我们看到的深色固体。至于松花蛋中的“松花”，其实是蛋白质变性过程中，部分蛋白质分解为氨基酸，与强碱反应生成的氨基酸盐。氨基酸盐在蛋清中结晶，就形成了形态各异的“松花”。
还有一项重要的配料是硫酸铜。腌制过程中生成的硫化氢与硫酸铜反应生成极难溶于水的硫化铜。硫化铜可以堵住蛋壳上的孔隙，阻止强碱进一步向鲜蛋内渗透。因此加入适量的硫酸铜，可以起到控制腌制程度的作用。其他的配料食盐、茶叶等多是起到调味的作用，食盐还能促进蛋清和蛋壳的分离使皮蛋更好剥开。值得一提的是，从前制作皮蛋时常使用“黄丹粉”（氧化铅），它的作用和硫酸铜类似，但会使皮蛋中的铅含量过高危害健康，因而已经逐步被硫酸铜等替代。
皮蛋制作过程就是这样，读者们学会了吗？顺带提一句，GB/T 9694-2014中还提到，不同等级的皮蛋弹性不同，优级蛋应该有明显的振颠感，而其他等级的只是略有振颠。下次家庭聚会时，不妨把桌上的皮蛋把玩把玩评个等级。
参考文献：
[1] 阎佩佩,张心雨,高杰,郝建敏,姬生贺,付强.低钠松花蛋腌制工艺优化研究[J].家禽科学,2020(08):15-18.
by 老张
Q.E.D.
Q7
脱脂牛奶里面为什么没有钙？牛奶里面的钙具体以什么形式存在？
by 匿名
答：脱脂牛奶里面是有钙的，而且钙含量会比全脂牛奶略高。
脱脂牛奶指脂肪含量在0.5%以下的牛奶，低脂牛奶脂肪含量在1%-2%之间，而全脂牛奶一般在3%以上。有时候买来的脱脂牛奶营养成分表中会没有钙，这是因为钙不是必须要标出的成分。从下面三种牛奶营养素含量的比较中我们可以发现，同样237ml的脱脂牛奶钙含量反而会略高于全脂牛奶。
表格数据来源：参考资料[1] 牛奶中的钙元素的存在形式可以分为结合态和非结合态，结合态的钙主要是指与蛋白质结合的钙，如呈酪蛋白胶粒状态的钙；非结合态的钙主要是至自由离子、金属小分子配体、金属多糖以及部分与蛋白质结合疏松的钙。两种形态的钙都是人体需要的。
回过头来看第一个问题，脱脂牛奶只是通过离心等方法去除掉了牛奶中的脂肪，而钙在牛奶中的两种存在形式都与脂肪无关；另外，去除脂肪相当于对钙进行了一次小提纯，所以脱脂牛奶中的钙含量反而会比全脂牛奶更高。
脱脂牛奶相比全脂牛奶，热量低、胆固醇含量低，但是在口感上会逊色于全脂牛奶，因为奶香的主要来源是乳脂；另外因为去除了脂肪，脱脂牛奶的脂溶性维生素（维生素A、维生素D以及维生素E等）含量也会低于全脂牛奶。在蛋白质、钙以及非脂溶性维生素等方面，两者差距不大。
脱脂与全脂牛奶的选择要根据个人的情况来定。如果血脂指标正常，选择全脂牛奶会更有利于摄入多种营养物质；如果需要控制脂肪摄入，脱脂牛奶也可以提供足够的蛋白质、钙等营养物质，可以放心选择。
参考文献：
[1] 余周伟.低脂/脱脂牛奶一定比全脂牛奶更健康吗[J].中国生殖健康,2018(04):58-59.
[2] 宋慧,陈尚龙,李超,巫永华,王锋,黄小冬,陈华云.火焰原子吸收光谱法测定牛奶中不同化学形态的钙[J].食品科学,2012,33(22):278-281.
by 乐子超人
Q.E.D.
Q8
光速不是恒定不变的吗，那为什么在不同的介质中光速是不同的？
by 爱物理的北中人
答：我们平常说的“光速不变”的完整表述是“光在真空中的传播速度不变”，而当在折射率为n的介质中传播时，光速会发生变化为原来的1/n倍。
以宏观电磁学的视角来看，麦克斯韦方程告诉我们，电磁波传输的速率为:
其中，ε₀和μ₀分别为真空介电常数和真空磁导率，它们都是常数，ε和μ是介质的相对介电常数和相对磁导率，对于特定的介质，它们都是大于等于1的无量纲常数。对于真空而言，ε和μ都为1，因此真空光速变为
对于其他的介质，ε和μ都大于1，因此介质中的光速v就会小于真空光速c.
下面分析介质中ε和μ的微观来源。假设当电磁波在介质中以真空光速c传播时，介质中的电子和质子会对电磁波作出响应，它们会随着电磁场的周期性震荡在平衡位置附近做周期性运动，并产生一列子电磁波。子波与原电磁波叠加在一起形成了在介质中真实传播的电磁波。叠加的过程中，波速由初始假想的c降为实际的v。具体ε和μ的数值，受到原子种类和排布的影响。
参考资料：
赵凯华,陈熙谋著.电磁学(第3版)[M].上海,高等教育出版社,2011:50-70.
by 藏痴
Q.E.D.
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编辑：穆梓
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