一斤藕半斤孔？藕为什么要长孔？| No.289

Original Frions 中科院物理所 2022-04-06

收录于话题 #问答 275个

 “买藕吃亏
因为藕有孔
所以买一斤藕
有半斤是空气”
当然，这只是个笑话
但现实是
为啥藕非得长孔？

Q1

可以用肥皂代替洗洁精来洗碗吗？

by 美拉德广场游客

答：
肥皂的主要化学成分是硬脂酸钠，这是一种表面活性剂。洗洁精的主要成分也是表面活性剂，只不过它的成分和配方更复杂。
和肥皂比起来，洗洁精更耐硬水——不容易和水中的钙、镁等离子发生反应生成皂垢。另一方面，肥皂通常是固形物，较难溶于水，且容易残留；而洗洁精本就是水溶液，所以用起来方便。除此以外，（普遍意义上）肥皂原本就不是为了洗碗而设计的，而洗洁精的专用性会有更好的清洁质量保证。
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by 物理君
Q.E.D.

Q2

为什么体温计离开身体后示数不下降（细弯管以上的部分为什么不会“冷缩”导致示数下降）？

by 匿名

答：
因为细弯管以上的部分水银太少，冷缩效应不明显。
水银体温计下部靠近玻璃泡的部位有一个非常狭窄的曲颈缩口。当体温计离开身体后，水银变冷收缩。由于水银在玻璃上不浸润，并且水银局部收缩的速度要比缩口处液体的流动速度快（收缩的水银来不及流回到玻璃泡内），因此水银柱会在缩口处“断开”，使得直管内的水银无法退回玻璃泡内。
水银的膨胀系数仅有1.8×10^-4/℃,因此热膨胀过程中流入的水银柱大约占了玻璃泡中液体的千分之一。冷缩过程中，由于水银柱与玻璃泡断开，水银柱冷缩的程度也仅有玻璃泡内液体的千分之一，远小于体温计的分度值0.1℃，所以细弯管以上的部分不会因为冷缩而导致示数下降。
参考文献：
[1] 黄思涵、吕喆、杨慧. 关于水银体温计甩动复位的原理探究[J]. 当代教研论丛, 2020(11):1.
[2] 张雯. 抗"疫"利器之体温计[J]. 中国发明与专利, 2020, 17(6):6.
by 荔枝果冻
Q.E.D.

Q3

莲藕为什么会有孔？

by 匿名

答：
莲是一种水生植物，莲藕总是埋在水底的淤泥里，注意藕并不是莲的根，而是莲的变态茎。水底的淤泥里空气很少，而保持莲的根和藕即使浸在污泥中也能正常发育，就是靠的是水面上的叶和叶柄上气孔来补充空气，藕就分化出许多气道与水面上的部分来彼此贯通，形成一个输送气体的系统，这样从叶片孔吸收进来的氧气就可以向下运输到地下部分，满足地下部分有氧呼吸的需要，而其中分化出来的气道就是我们平时所见的的莲藕的孔。
最后给读者们推荐一首辛弃疾的词，即《菩萨蛮·回文夏闺怨》
“柳庭风静人眠昼，昼眠人静风庭柳。香汗薄衫凉，凉衫薄汗香。手红冰碗藕，藕碗冰红手。郎笑藕丝长，长丝藕笑郎。”
by just_IU
Q.E.D.

Q4

为什么水果加热吃起来会更酸？

by 匿名

答：
水果里的果糖和有机酸共同构成了味道的来源。加热后味道变酸也跟果糖和有机酸有关。
果糖有α和β两种构型，α型的甜度比β型高。加热以后α型果糖向β型部分转化，导致甜度降低，酸味变得明显了。
对于酸，水果中的有机酸都是弱酸，在水中不完全电离。酸味的来源是酸在水溶液中电离出的氢离子，氢离子浓度越高，酸味就越重。在高中化学中我们知道，对于常见的弱酸，加热有利于弱酸的水解，导致氢离子浓度上升。此外，造成水果香味的各种醇被加热后也更容易被氧化成酸，这也是水果加热变酸的原因之一。
by 藏痴
Q.E.D.

Q5

手机信号屏蔽器用的是什么原理？

by 匿名

答：
手机信号屏蔽器的原理也有很多，举几个例子吧。
常见的屏蔽器是通过发射干扰信号实现手机信号屏蔽。通过发射某一频率的大功率信号，使周围电磁环境受到严重破坏，手机无法正常获得解析来自基站的信号，从而达到屏蔽手机信号的目的。
正常情况下，手机在初次进入某一蜂窝小区内时，当地小区基站会对该手机进行位置更新管理，同时为它分配新的临时移动用户识别符等临时用户信息，手机收到该基站信息后从而确定自己所在的小区位置。当手机屏蔽器工作时，其发出干扰信号，该干扰信号对基站广播信道频段上有效信号形成干扰，干扰信号提高了移动通信信道的误码率，降低了信道的信噪比，从而影响手机对基站广播信息的有效接收，当信噪比降低一定程度时。手机便无法对基站的广播信息进行正常解码，从而失去了与基站的联系，手机在多次尝无法确定自己所在的服务区，所以干扰区域内的手机显示为无信号，不在服务区。[1]
第二种是伪基站模式。这种屏蔽器运行时，可以使用户的手机信号被强制连接到该设备上，以致无法连接至公众移动通信网络。[2]
也有一些新型屏蔽器采用其他原理干扰手机信号，例如导频信号干扰法等。[3]
参考文献：
[1]安文星, 邹澎, 李盼星,等. 考场手机屏蔽器电磁辐射的研究[J]. 通信技术, 2010(1):4.
[2]聂浩斌. 手机信号屏蔽器原理分析及关键技术研究[J]. 福建电脑, 2019, 35(7):2.
[3]刘玉玲. 浅谈LTE手机信号屏蔽器[J]. 电子世界, 2020(24):2.
by 霜白
Q.E.D.

Q6

高中物理中物体轻轻放到传送带上会先发生相对滑动，为什么平时人刚站上传送带或斜梯没有滑倒？

by 嘻嘻

答：
因为人不是个小木块，电梯也不是传送带。
小木块在传送带滑动的条件是，滑块初速度比传送带速度小。但是人在站上电梯的时候，整体来看，是会“走上去”，有一个初速度的，这个初速度一般会跟电梯速度基本相同。如果进一步拆解“走”的过程，可以发现我们上地铁的时候是先迈一只脚，这只脚踩实了梯面以后，才将重心放到电梯上来，然后把另一只脚跟上来。如果真的故意控制走上去的速度，让第一只脚“轻轻地”落到电梯上，就像小滑块落在传送带上一样。那么同样也会观察到脚与电梯之间的滑动（别问我怎么知道的，）。稍微加力踩踏梯面，由于鞋底和梯面的纹路导致摩擦系数很大，脚很快就与电梯达到相对静止，这时候如果不抓紧把另一只脚也放上来，就会很容易被劈成汤姆猫的样子。
先有汤姆后有天
下面再来看看为什么说电梯不是传送带。对于电梯这种特种设备，安全性是体现在方方面面的。比如梯面上凸起和凹陷的竖纹，就可以增强摩擦力，让人能更快站稳、更不容易摔倒。即使真的出现重心不稳的情况，还可以靠扶手维持稳定。
如果观察刚刚学会走路，还不会坐电梯的小朋友，他们在走上电梯的时候摔倒的可能性就比成人大。这是因为成人已经经历了“学习坐电梯”这个过程，一方面可以下意识地调节走上电梯的速度，另一方面可以足够迅速地踩实第一只脚并且移动重心。相比于成人，小朋友就跟“滑块”有几分类似了。他们把握不好重心的移动，甚至控制不好坐上电梯的速度。所以家长在带小朋友坐扶梯的时候一定要注意小朋友的安全哦。
by 藏痴
Q.E.D.

Q7

如果地球上的所有人同时朝一个方向，同一个节奏行走，地球会不会因共振而被碎？

by 匿名

答：
很有趣的一个脑洞，我相信这个脑洞的来源是军队齐步走产生共振把桥震塌的故事。不过我们从两个方面出发进行考虑，都可以确认地球不会被共振破碎。
地球现在共有大约75亿人（2019年底数据），假设每人走路能对地球施加1000N的力（大约两倍成人体重），那么总的力是7.5×10¹²N，按重力换算成质量的话，那么比地球质量6×10²⁴kg小11个量级，还不如一个人身上落了一个原子。注意，是所有人加起来相对于地球，还不如一个原子相对于人类。这么看来，由于我们每天都被无数空气分子轰击而安然无恙，那么地球显然更不会有什么问题。
我们再换个角度，看看共振是怎么产生的。在震塌桥的故事中，桥的两端近似于被固定，在桥上齐步走相当于对一个两端固定的杆（或弦）施加横向周期性驱动力（物理系本科生可以开始重温数理方程带来的恐惧了），而驱动力的频率与杆的本征频率相当。但是对于地球这样一个球体，在球面施加周期性压力更像是在一个一端固定（也就是球心）的杆的自由端（球面）施加纵向周期性驱动力。这当然也可以产生共振，但是条件是球面上的力是均匀的，而且与杆的本征频率相同。问题是，地球上陆地和海洋的分布并不均匀，导致人们不可能均匀地踩踏地面，从而对地球施加周期性驱动力。所以共振不会发生，更谈不上通过共振毁灭整个地球了。
by 藏痴
Q.E.D.