離太陽(yáng)更近

來(lái)源：市場(chǎng)資訊

（來(lái)源：Frions 中科院物理所）

之前的問(wèn)題說(shuō)：

海底越深越冷，是因?yàn)殡x太陽(yáng)遠(yuǎn)

那為什么海拔越高的地方會(huì)越冷？

離太陽(yáng)近不應(yīng)該熱嘛？

問(wèn)答導(dǎo)航Q1 填海造陸就是往水里倒水泥沙子嗎？Q2 老舊水龍頭為何有的嗡嗡響有的卻不響？Q3 空調(diào)為什么既能吹冷風(fēng)又能吹熱風(fēng)？Q4 兩固體接觸，在微觀下會(huì)分子嵌入嗎？Q5 手機(jī)護(hù)眼模式的原理是什么？Q6 為什么血遇熱凝固？Q7 海底冷是因?yàn)殡x太陽(yáng)遠(yuǎn)，為什么海拔高處也冷？

Q1

填海造陸是往水里倒水泥和沙子嗎？

by 匿名

答：

這個(gè)問(wèn)題說(shuō)的對(duì)但不是全對(duì)。

標(biāo)準(zhǔn)的填海造陸解釋為通過(guò)人工手段將海域、湖泊或者河岸轉(zhuǎn)為陸地的工程，對(duì)于在淤積型潮灘岸段或河口地區(qū)，利用一定高度的圍堰框圍一定范圍，利用潮汐帶來(lái)的泥沙淤積成高于海平面的陸地，海岸邊就直接用海堤框圍潮上帶乃至潮間帶以由海邊取得土地，或在海岸淺水區(qū)、海島周圍，把大量沙石傾入海中造陸或構(gòu)筑人工島的活動(dòng)。除此之外，還有農(nóng)業(yè)填海造地、廢棄物處置填海造地等方式。

目前常見的填海造陸就是用人工手段在潮灘、河口地區(qū)以及海域中造陸，熟知的方式有三種：圍堰、圍海和傾倒砂石。在開始填海造陸之前會(huì)先圍一個(gè)范圍，這個(gè)初始條件之后，如果能夠利用海岸邊的潮汐漲落帶來(lái)泥沙，隨著時(shí)間的堆積，慢慢的這塊圍起來(lái)的區(qū)域就會(huì)累積成一個(gè)高于海平面的陸地，這種利用潮汐帶來(lái)泥沙的方式一般限制在淺海灘。

對(duì)于要建造一個(gè)海中小島，四周都是海水根本沒有辦法獲取泥沙的情況，就需要進(jìn)行人工傾倒砂石才可以。

by 藍(lán)多多

Q.E.D.

Q2

為什么有的比較老舊的水龍頭打開的時(shí)候會(huì)有嗡嗡嗡的特殊聲音，而有的就沒有？

by Alex

答：

這種“嗡嗡嗡”的特殊聲音，是水流通過(guò)閥口等狹窄結(jié)構(gòu)產(chǎn)生湍流與壓力的快速波動(dòng)，誘發(fā)水龍頭或水管發(fā)生機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的低頻噪音。也就是說(shuō)，我們可以通過(guò)湍流強(qiáng)度和水壓是否穩(wěn)定，來(lái)解釋為什么有的老舊水龍頭開水有噪音而有的沒有。 舉幾個(gè)例子，如果所在樓層低、管網(wǎng)水壓適中，水流通過(guò)閥口的流速平緩，湍流強(qiáng)度弱，則不足以激發(fā)明顯振動(dòng)噪音；高層（依據(jù)GB 50352-2019，住宅建筑≥10層，公共住宅≥7層為高層建筑）或夜間用水量少、管網(wǎng)水壓偏高時(shí)，噪音會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)。如果水龍頭閥腔、出水口濾網(wǎng)處的水溝、鐵銹等雜質(zhì)多，原本規(guī)整的水流通道變得狹窄且內(nèi)壁粗糙，導(dǎo)致水壓的波動(dòng)增大，進(jìn)一步激發(fā)部件振動(dòng)發(fā)聲。另外，像水龍頭的螺紋連接處、手柄、閥芯等部件松動(dòng)，還會(huì)進(jìn)一步放大振動(dòng)聲響。

by 4925

Q.E.D.

Q3

為什么空調(diào)可以吹出冷風(fēng)還可以吹出暖風(fēng)？

by 匿名

答：

空調(diào)制冷與制熱的核心物理原理是制冷劑在不同壓力下的沸點(diǎn)不同，在不同溫度下蒸發(fā)吸熱或液化放熱。首先空調(diào)主要由壓縮機(jī)、室內(nèi)外換熱器、節(jié)流裝置、風(fēng)扇、制冷劑管路和四通閥組成，其中制冷制熱切換的關(guān)鍵部件是四通閥。四通閥是一種具有四個(gè)接口的換向閥，通過(guò)改變制冷劑流向，使室內(nèi)機(jī)和外機(jī)交換作用，從而切換制冷與制熱。

具體工作原理如下，制冷時(shí)，壓縮機(jī)可以壓縮制冷劑蒸氣，使其壓力提高，進(jìn)而也能提高其溫度。此時(shí)制冷劑蒸氣處于高溫高壓狀態(tài)，沸點(diǎn)（冷凝溫度）很高，溫度也高于室外空氣，因此制冷劑在室外機(jī)中可以放熱液化。液態(tài)制冷劑經(jīng)過(guò)管道流向室內(nèi)，再經(jīng)節(jié)流裝置降壓，壓力降低后沸點(diǎn)下降，因此能在室內(nèi)換熱器中蒸發(fā)吸熱。制冷劑始終在管路內(nèi)，室內(nèi)熱空氣由風(fēng)扇吹過(guò)冰冷的換熱器，熱量經(jīng)翅片和銅管傳給制冷劑，降溫后的空氣再被吹回房間。

制熱時(shí)，四通閥使制冷劑反向流動(dòng)。制冷劑經(jīng)節(jié)流后流向室外機(jī)，此時(shí)制冷劑壓力低、沸點(diǎn)低，溫度可低于室外空氣，因此其在外機(jī)中會(huì)蒸發(fā)吸熱。隨后氣態(tài)制冷劑流向室內(nèi)，經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)被壓縮成高溫高壓氣體，進(jìn)入室內(nèi)機(jī)冷凝放熱，風(fēng)扇便吹出暖風(fēng)。

by 涼漸

Q.E.D.

Q4

當(dāng)兩個(gè)固體接觸時(shí)，在微觀環(huán)境下是否會(huì)產(chǎn)生分子級(jí)別的嵌入？

by 匿名

答：

固體材料之間的微觀嵌入并不罕見。生活中雙面膠、透明膠的黏性，保鮮膜與自身的粘連，本質(zhì)上就是在高分子或更大的微結(jié)構(gòu)層面上相互嵌入。當(dāng)兩塊固體材料之間的距離接近到分子間作用力的作用范圍內(nèi)，它們完全有可能產(chǎn)生分子（原子）級(jí)別的互擴(kuò)散。

金塊與鉛塊之間的固體擴(kuò)散（左），鉛塊之間的粘連（右）（圖源網(wǎng)絡(luò)）

中學(xué)物理中，有個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)：打磨兩個(gè)鉛塊的表面后，將他們緊緊地貼在一起，此時(shí)鉛塊會(huì)“粘在”一起，需要較大的力量才能拉開（上圖右側(cè)）。交界處的原子重新排列形成金屬鍵，將兩塊金屬拉在一起。這時(shí)，原本的金屬界面消失，兩個(gè)鉛塊內(nèi)部的鉛原子也能夠擴(kuò)散到彼此的晶格之中。

我們不妨把其中一塊鉛，換成閑置的金塊，并緊緊壓實(shí)——幾年后你會(huì)發(fā)現(xiàn)，它們互相滲透了彼此！（上圖左側(cè)）這正是固體緊密接觸時(shí)，原子通過(guò)熱運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散到彼此內(nèi)部的結(jié)果?？刹灰娴挠媒饓K嘗試這個(gè)實(shí)驗(yàn)，小心貶值呦！

不過(guò)，這種分子或原子級(jí)別的嵌入，在生活中并不多見。這是因?yàn)槌Ｒ姷墓腆w接觸面并不平整，還通常覆蓋有一層薄薄的氧化膜和污染層，阻礙了兩塊固體的大面積直接接觸。上文的鉛塊實(shí)驗(yàn)中，打磨鉛塊表面這一步正是為了清除氧化膜和表面的污染物。

by 冰糕

Q.E.D.

Q5

手機(jī)護(hù)眼模式原理是什么，就是把有害波段減少了嗎？

by 啟靈醬

答：

護(hù)眼模式到底在干啥，說(shuō)穿了挺簡(jiǎn)單：把屏幕的藍(lán)光成分調(diào)低一點(diǎn)，紅光綠光相對(duì)多些，之后再壓壓亮度，畫面就偏黃偏暖了。消委會(huì)測(cè)過(guò)，開啟后藍(lán)光大概降 30%–50%。

至于"有害波段"這個(gè)說(shuō)法，其實(shí)沒那么絕對(duì)。藍(lán)光里 415–455 納米那段在細(xì)胞和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)里確實(shí)可能損傷視網(wǎng)膜，但 455–500 納米那段反倒是身體需要的，管晝夜節(jié)律、幫你白天保持清醒。而且電子屏的藍(lán)光跟太陽(yáng)光比差遠(yuǎn)了。美國(guó)眼科學(xué)會(huì)也講過(guò)，目前沒有證據(jù)表明屏幕藍(lán)光會(huì)傷眼，你看完手機(jī)眼睛酸，更多是眨眼少了、離得太近看得太久。護(hù)眼模式比較實(shí)在的好處，是讓手機(jī)晚上少抑制褪黑素，睡前刷機(jī)不那么影響睡眠。

手機(jī)中幾個(gè)功能原理也各有來(lái)路。"自然色彩顯示"是跟著環(huán)境光調(diào)色溫，讓畫面更像紙張。"離焦視力舒緩"依據(jù)的是近視防控理論：離焦信號(hào)能影響脈絡(luò)膜厚度和眼軸增長(zhǎng)，離焦眼鏡、角膜塑形鏡都有臨床數(shù)據(jù)支撐。廠商把這個(gè)思路搬到屏幕上，用 AI 把部分畫面"拉遠(yuǎn)"來(lái)模擬，方向是對(duì)的，但具體能到什么程度就看各個(gè)廠家的實(shí)現(xiàn)了。

說(shuō)到底，護(hù)眼模式也好、這些新功能也好，都是幫眼睛舒服一點(diǎn)的輔助手段。真想讓眼睛歇會(huì)兒，20-20-20 法則最省事：每看屏 20 分鐘，望 20 英尺外 20 秒。

by 檸七

Q.E.D.

Q6

為什么血遇熱凝固？

by 17。

答：

血熱之后變凝固本質(zhì)上是蛋白質(zhì)變性和凝結(jié)的結(jié)果。血液中富含蛋白質(zhì)，尤其是血紅蛋白和血漿蛋白，常溫下蛋白質(zhì)分子能夠穩(wěn)定的存在于血液中，一旦加溫超過(guò)某一溫度，蛋白質(zhì)分子開始變性，原本的團(tuán)成一團(tuán)的分子鏈開始展開露出里面的疏水鍵，與周圍其他的蛋白質(zhì)分子鏈接在一起，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能把血液中的水鎖住，流動(dòng)的液體就變成了固體凝塊。血液中還有一種特殊的纖維蛋白原，它對(duì)溫度極其敏感。加熱時(shí)，它會(huì)發(fā)生不可逆的熱變性，直接參與構(gòu)建凝膠骨架。

我們平時(shí)燉肉，或者涮火鍋的時(shí)候，就會(huì)發(fā)現(xiàn)我們需要撇浮沫，這其實(shí)就是肉中殘留的血液遇熱凝固成深色的血沫。

by 藍(lán)多多

Q.E.D.

Q7

看到之前的問(wèn)題，海底越深越冷，因?yàn)殡x太陽(yáng)遠(yuǎn)，那為什么海拔越高的地方會(huì)越冷？離太陽(yáng)近不應(yīng)該熱嘛？

by 匿名

答：

準(zhǔn)確來(lái)講，海底越深越冷，并不是因?yàn)殡x太陽(yáng)遠(yuǎn)，而是因?yàn)殛?yáng)光無(wú)法穿透上千米的海水，每一層海水都會(huì)吸收掉一部分陽(yáng)光。相對(duì)于地球與太陽(yáng)的距離，一兩千米的水深幾乎沒有影響。

而對(duì)大氣而言，情況完全不同，陽(yáng)光穿透大氣的損耗很小，因此大部分的陽(yáng)光都會(huì)被地面吸收，地面升溫后再以長(zhǎng)波輻射和對(duì)流的形式去加熱低層空氣。而高海拔的大氣離地面很遠(yuǎn)，自然溫度更低。高原地區(qū)雖然空氣離地面也很近，但是空氣稀薄，大氣的逆輻射較弱，保溫效果差，所以也更冷。另一個(gè)更核心的機(jī)制在于高海拔地區(qū)的低氣壓，熱的空氣向上擴(kuò)散的過(guò)程中，從高壓區(qū)到低壓區(qū)，體積膨脹，熱空氣向外作功，內(nèi)能減小，導(dǎo)致溫度降低。

另外值得一提的是，影響人的體感溫度的因素有很多，環(huán)境溫度，濕度，陽(yáng)光直射，空氣的稀薄程度，塵埃密度等等都會(huì)一定程度地影響我們的體感溫度，不能簡(jiǎn)單的用太陽(yáng)的遠(yuǎn)近來(lái)判斷。

by 跑馬仔

Q.E.D.

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本期答題團(tuán)隊(duì)

冰糕、檸七、藍(lán)多多、跑馬仔、涼漸、4925

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