洗过的羽绒服保暖性会变差吗？| No.288
刚过冬至
马上就到了
一年之中最冷的时候了
我也把我的羽绒服拿了出来
可为什么感觉
穿起来没有去年暖和呢？
洗过的羽绒服
保暖性会变差吗？
Q1
为什么湿手捂在衣服上会觉得热乎乎的？
by 布里渊小区居民
答：有时候我们洗完手，用毛巾擦手或把湿手捂在衣服上的时候会有热乎乎的感觉。
由于衣服或毛巾的温度一般高于洗手时的水温，所以当我们用它们擦手时就会有热乎乎的感觉。手湿着的时候，水分蒸发会带走热量，因此相比手上不沾水的时候会感觉凉一点。而当湿手捂在衣服上时，局部空气流通速率下降，水蒸气不会马上被带走，从手上失去的热量相对于不捂毛巾或衣物时少，感觉就是热乎乎的了。
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by 物理君
Q.E.D.
Q2
考试时答题卡上的作答是怎么被扫描进电脑的
by 匿名
答：答题卡是被一种叫做光标阅读机（OMR）的设备扫描读取的，这种设备将答题卡上的填涂信息转换为电信号传给电脑。为了解释光标阅读机的工作原理，需要回到答题卡本身。
老朋友，又见面了！ 在答题卡的右侧有一系列黑色的方块，仔细观察不难发现考生填涂的方框所在行的右侧都有一个黑方块与之对应。这个黑方块叫做同步头，用于帮助光标阅读机定位每一行的位置。换言之，只有填涂在与同步头同一水平位置的信息才会被识别。无论是同步头，还是考生作答填涂的答案，都呈现与白色背景相反的黑色。光标阅读机的核心部件是称作光电阅读头的传感器，工作时发光器件发光照射在答题卡面上，由于黑色部分相较背景的白色部分吸收的光更多，反射的光更弱，光敏装置便可以采集这种有强弱差异的光信号并转换为电信号。由于填涂时深浅的差异，以及部分被橡皮擦掉后依然残留的痕迹等，真实得到的电信号不可能是完美规则的，因此还需要通过滤波、识别等技术来尽可能准确地判断每个方框是否被填涂。
光标阅读机 此外，之所以多数答题卡的背景是红白相间，是因为光电阅读头一般发出的是红光信号，对红色和白色都不敏感，即都可以与黑色部分形成鲜明的差异。
参考资料：
翁功平. 光标阅读机OMR原理的设计与实现[J]. 工业控制计算机,2010,23(4):61-62. by 云开叶落
Q.E.D.
Q3
羽绒服清洗后保暖效果会变差吗？
by 西城卖冰棍
答：会。Q.E.D.
啥，你问为什么？提问者没问为什么啊
羽绒保暖性极好，帮助我们度过严冬。但羽绒清洗过后保暖性能确实会有所下降，不正确的清洗方式甚至可能毁了羽绒服。
羽绒服的保暖性关键在于羽绒，羽绒的中心有一个极小的绒核，绒核上生长有像树枝一样的绒枝。大量羽绒形成的羽绒集合体的绒枝向不同方向伸展，形成一个巨大的网络，可以有效的保持空气。而空气的导热性极差，因此羽绒可以有效阻隔热量传递。另一方面，为了固定羽绒，防止跑绒，同时阻隔空气和水进入羽绒内部，羽绒服的面料一般采用高密度织物，采用涂层压胶等方式优化性能，以防止钻绒跑绒，还能防风防水。
羽绒 | 图源自网络 而清洗会影响羽绒和面料的性能。
洗涤会使面料质地变松，表面的涂层还有可能会被压碎、脱落，使面料的透气性增强，增加空气的对流散热。反复的洗涤也会把绒枝折断，降低羽绒的蓬松度，也会影响羽绒服的保暖性能，在常见的保暖衣物中，羽绒清洗后保暖性能下降最明显。
当然，羽绒服也不是不能清洗。但应尽量减少清洗次数，如果不是特别脏，可以只清洗局部。羽绒的清洗建议注意以下几点：
一定先看羽绒服的水洗标。 建议手洗。不能干洗，干洗用的药水会影响保暖性能。不建议机洗，机洗搅拧会使羽绒分布不均匀，不能甩干，由于羽绒服面料透水性差，水很难进入，进入又很难排出，甩干容易造成羽绒服内部出现空隙，且羽绒服与机桶内壁摩擦容易产生静电，简短说，甩干容易造成羽绒服爆炸。 建议用温水，30℃左右，温水有利于洗涤剂溶解，洗前要充分浸泡。 建议用中性洗涤剂，对羽绒伤害最小，不能用加酶的洗涤剂，也不能用碱性洗涤剂。 不能拧干，挤出水分后铺平晾干或挂起晾干，不能暴晒，不要熨烫，晾干后轻拍使羽绒重新蓬松。 漂洗后可以在温水中加少许食醋，可以中和残余洗涤剂，避免出现白渍。 存放时建议不要使羽绒服受到压迫。 参考文献：
[1]王革辉, 赵媛媛. 洗涤对不同絮料保暖性的影响[J]. 上海纺织科技, 2014, 42(10):4.
[2] 郑攀.羽绒防寒服保暖性能影响因素分析[J].轻工科技,2015,31(06):106-107+123.
[3]孟灵灵,纪丹丹,黄新民,孙烨.服用羽绒面料防钻绒性影响因素研究[J].纺织导报,2019(09):85-88.
[4]羽绒服的清洗和保养[J].中国防伪报道,2014(10):87-89.
by 霜白
Q.E.D.
Q4
一根笔直的物体（比如木棍），怎样投影在一个平面上，才能把影子“掰弯”，即得到的影子是弯曲的？
by 匿名
答：如果我们使用点光源或者平行光，无论怎么投影，只要将投影到一个平面上，都无法将一个原本直的东西投影出弯曲的影子，这是投影变换的基本原理所决定的。
下面我们要简单证明一下直线在点光源的投影下还是直线（平行光源的情况与之类似，证明略）。
下图中黑色的线是光线，把A平面内的直线A₁A₂投影到B平面的B₁B₂中，光源为O。直线的定义是，对于直线A₁A₂上任一点A₃，满足OA₃=xOA₁+(1-x)OA₂, 由于B₁B₂B₃分别是A₁A₂A₃的投影，所以OA₁=r₁·OB₁，OA₂=r₂·OB₂，OA₃=r₃·OB₃。代入OA₃并引入B₃在B平面上的限制条件，可以解OB₃=yOB₁+(1-y)OB₂。证毕。
但是投影出一个弯曲的东西是可能的。只要我们不往一个平面做投影，而朝着一个曲面做投影，我们就会看到，投影之后得到的影子，是“弯曲”或者“断开”的。在自家的日光灯上，找根筷子往曲面上做投影，很容易就能看到这个现象。
by Luna
Q.E.D.
Q5
为什么用微波炉热菜时，菜总是外面是热的里面是凉的？
by 好奇宝宝CL
答：微波炉是常见的家庭烹饪电器，食物中的极性分子例如水、部分脂肪以及其他物质，在2.45GHz（家用微波炉微波频率，工业/商业烤箱915MHz）的微波作用下旋转起来，在旋转的同时和其他分子发生碰撞，将能量也传递给其他分子原子，从而实现食物温度的升高。
来源：维基百科 微波炉不同于从外向内加热食物的烤箱，微波炉加热食物，取决于食物不同部位对微波能量吸收的程度。在大多数情况下，食物结构均匀，内层和外层对微波的吸收水平相似，可以实现内外的均匀加热；如果食物内层的导热性更高，或者使内层的含水量相比干燥的表层更多，可能造成内层比外层加热的温度更高，实现“从内向外”加热。
同时微波的穿透深度取决于食物的成分和频率，2.45GHz的微波穿透大约1cm的食物，在微波炉微波频率不变的情况下，食物中不同区域的成分和几何形状都会对加热产生影响。如此看来，有些食品外面热，里面凉也是可以理解的。不过提醒大家一点，微波炉加热剩菜，因为加热不均匀，部分区域没有达到安全区域，无法杀死细菌，建议在烹饪后静止一会，让饭菜内部温度均匀，达到合适温度杀死细菌。
参考资料：
by jita
Q.E.D.
Q6
为什么说垂直的两个偏振片不透光？光具有波粒二象性，为什么不能从小孔通过？
by 匿名
答：因为偏振片里面并没有小孔呀，而且具有波粒二象性和能从小孔中通过也没有直接联系。
我们有必要思考一下“小孔”和偏振片之间的区别。小孔这边的情况是，本来有一堆原子组成一块板，这些原子可以吸收光子。然后我们要挖掉其中很大一块区域(相对于原子来说)，光学意义上的孔最少一般也得有几百纳米(大约为可见光的波长)，一个原子的尺寸大约是0.1纳米，也就是板子上有一个这样的孔相当于挖掉了一个超大量数量的原子，这些原子本来应该吸收光子的，被挖掉就没法吸收了，光子自然就能透过去了。
而偏振片则是一大堆原子紧密的堆在一起，这些原子组合起来吸收特定偏振的电磁波。相互垂直的两片偏振片，只要足够厚，就能把光子几乎全给吸收了。
打一个比方，把鱼比作光子，渔网比作偏振片。偏振片垂直组合类似于把会漏过特定鱼的渔网组合在一起，自然可以把鱼一网打尽。但是有个小孔类似于渔网破了一个超级巨大的洞，鱼当然能漏过啦。
by Luna
Q.E.D.
Q7
氧气等气体分子在一定条件下开始显现金属态，开始导电是物理变化还是化学变化？它们是怎么变化的？
by 匿名
答：这个问题很难，这里只能粗略地解释，甚至某种程度上似是而非的解释。
首先，在这里纠结物理变化和化学变化的具体定义哪个能套在这里不是特别有意义，这两种变化本来就有着紧密的联系，其定义也有一定局限性，没有必要在这里纠结。我们真正需要知道的是下面这个事实：氧气在加压到上百个GPa的时候，就会发生相变，具体的现象是原本的共价键变成了金属键。本来被两个原子所分享的局域电子脱离原子，巡游了起来。
要理解这里氧气是如何变成金属的是一个非常困难的问题，气体加压降温之后会变成体积较小的凝聚态(液体+固体)比较好理解——贴得近了，温度低了，原子和分子感受到了相互的吸引力，没有办法乱跑了，这就是凝聚态。但是要是想解释这玩意儿再加压会变成金属就很复杂了。两个氧原子相互共享电子形成的状态在理解中应该是很稳定的呀，两个强大的原子核牢牢地抓住电子（此时不同分子的电子云之间几乎没有重叠），它们怎么还愿意把电子放出来巡游，自己甘心做一个没有足够电子的离子呢？
1925年，英国物理学家贝尔纳提出一个猜想，所有单质在高压下都可以变成金属。他的想法主要是，如果给单质加非常非常高的压强，把原子们都快压在一起了，分子就渐渐被挤压成原子的堆积了（以氧气举个例子，原本共享电子对的氧原子比较紧密，而不同分子之间比较疏远。使劲挤压之后，无论共享不共享电子对，原子们都被压一起了，这就堆起来了）。而原本那些被束缚在原子轨道上的电子也被压得越来越近了，近到一定程度，电子云就开始重叠了，电子可以在不同原子之间跳来跳去了。于是这些电子开始巡游，就形成了金属。
参考文献：
[1] Wigner E , Huntington H B . On the Possibility of a Metallic Modification of Hydrogen[J]. Journal of Chemical Physics, 1935, 3(12):764-770.
by Luna
Q.E.D.
Q8
二氧化锰能不能在不做催化剂情况下转化为氧气？
by 匿名
答：只靠化学反应，二氧化锰肯定是不能全部转化为氧气的，最多只能释放出氧气，不然锰元素没地方去呀。如果是只考虑分解，释放出一部分氧元素，有没有可能呢？我们得仔细分析一下：
初高中阶段所学习的化学知识告诉我们，二氧化锰是在加热时是相当稳定的。但是我们知道，恒温恒压系统中决定化学反应方向的实际上是吉布斯自由能变化，其中H是焓，T是温度，S是熵。一个反应如果这玩意儿小于零那就是可以自发发生的。第一项主要是化学键的键能，我们能干预程度很小。但是第二项看起来有机会啊，要知道如果二氧化锰分解了，转化成的氧气是气体，产生气体一般可以让系统混乱程度增加熵增加，也就是说。这么看就是说如果温度足够大，吉布斯自由能变看起来是可以小于零的。
那么分析了一通，到底可以不可以反应呢，这得由实验说了算。实验说了是可以反应的！二氧化锰加热加热就分解成了三氧化二锰
也可以生成四氧化三锰(发生在约923K)
也可以生成其他他锰的氧化物。
参考资料：
[1]Kiyoshi, Terayama, Masao, et al. Study on Thermal Decomposition of MnO2 and Mn2O3 by Thermal Analysis[J]. Transactions of the Japan Institute of Metals, 1983, 24(11):754-758.
by Luna
Q.E.D.
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编辑：穆梓
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