木头可以是液态的吗？| No.242

冰会熔化
蜡烛会熔化
玻璃也会熔化
但我们似乎从来没有见过木头熔化
那世界上存在液态的木头吗
木头液化了是不是就会变成“木液忍者”

Q1 木头可以成为液态吗？by 匿名

答： 木头可以“成为”液态，但液态的就不是木头了。 这话听起来有些矛盾是不是，且听我慢慢道来。木头，是一种混合物，主要成分有纤维素（40-50%）、木质素（20-30%）等，所以它其实没有单一的熔点。那么加热木头会发生什么呢？下面是三种常见的答案： 小学生：木头会烧起来！ 初中生：（思考一下）如果有氧气会烧起来，没有氧气……会熔化？ 高中生：（扶扶眼镜，想起纤维素的分子式( ）在氧化性环境下木头会燃烧，无氧环境下纤维素、木质素这样的长链大分子会热解生成焦炭、小分子有机物以及 、 、 等可能的气体产物…… 想必大家也看明白了，即使在无氧环境下加热木头，到350℃以上木头中的大分子就会开始分解，冷凝气态产物确实可以得到一些液态有机物，但这些已经不是原来木头的成分了。所以，严格意义上“液态木头”是不存在的。 by Eosia Leaf Q.E.R.

答： 变电站可以实现电压的升降，以完成配电、输运等功能。其核心是变压器的电磁感应，交流电的电能从初级线圈到次级线圈传递，其中35kV变压站传递的交流电频率为50Hz，在变压器附近不可避免的会有电场磁场的增强，会对靠近变压器的生物健康产生一定影响。 图源：参考文献4 变压器对健康的危害主要在于，相比其他区域，变压器周围的磁场和电场更强一些。磁场和电场一般在低频下认为是独立的，电场会在人体表面感应出电流，但会受到组织电导率的影响使电流进一步降低；磁场可以穿透人体在人体中产生电流，但磁场非常容易被磁屏蔽。高场强一般会引起人体的神经刺激和组织加热；在低场强下对人体的影响不明显，但有研究表明一些影响与长期暴露于工频电场和磁场强度可能有关。而对于35kV变电站附近的磁场和电场的计算（如下图）表明，电场和磁场在几米远的距离就迅速减少了，在这个范围外可以认为不会对健康产生大的威胁。 图源：参考文献1 图源：参考文献1 我国对于一般10kV-35kV变电站，要求正面距居民住宅12米以上，侧面8米以上；35kV以上变电站的建设，要求正面距居民住宅15米以上，侧面12米以上；箱式变电站距居民住宅5米以上。在这个范围以内不建议居住和办公，范围之外但离得比较近的话，可以采取一定的防护措施。 参考资料： by jita Q.E.R.

答： 如果考虑制冷过程的话，装满食物的冰箱耗电量要高于空冰箱。但如果仅是保持低温的话，二者相差不大。 如果冰箱里放满食物（室温），然后开始制冷，使其降到设定温度，这个过程一定会比空冰箱冷却到同样温度消耗更多能量。 这是因为食物的比热容要高于空气。我们可以定性的比较二者的大小（比如仅估计食物中的水含量即可比较出其与空气的比热容大小）。需要注意的是，在冰箱这样的密闭容器中，考虑下降一定温度所释放的热量，应该用单位体积的比热容（单位质量的比热容乘以密度）更合适，即单位体积的物质上升（或下降）1℃所吸收（或释放）的热量，单位为J/(℃·L)。正因为二者比热容的差距，装满食物的冰箱在冷却过程中会释放更多热量，因此更耗电。 但如果食物已被充分冷却，冰箱仅需要保持低温，此时二者的耗电量差距不大，甚至装满食物的冰箱耗电量稍微小一点。 在日常使用中，冰箱需要不断制冷来维持低温环境。当外界有大的热量渗入时（例如打开冰箱门），冰箱则需要额外制冷以维持低温环境。额外制冷所消耗的能量取决于渗入的热量大小，与冰箱内部情况关系不大，因此冰箱是否装满食物影响不大。甚至如果渗入的热量较少，装满食物的冰箱温度有可能不发生明显变化，此时冰箱不提供额外制冷，反而耗电更少一点。 当然，这里的讨论没有考虑空气传热等其他更为复杂的因素，只作了一个简单的分析，实际情况以你家冰箱为准。 by 霜白 Q.E.R.

答： 当然是长度单位——米（m）啊。 物体振动发声，这种振动可以在介质中传播，我们用声波来描述其传播过程。 声音是靠物体振动产生的，其传播同样需要振动，一般是传播介质的组成粒子偏离平衡位置振动（这也是真空不能传声的原因），例如声音在空气中传播就是靠空气中的气体分子振动进行的。而与电磁波不同，声音通常是纵波（也有横波），即传播方向与振动方向相同的波。声音在空气中传播时，就会呈现空气中的气体分子在传播方向上密度的规律性变化，大致如下图所示： 图源| 百度百科 声波作为一种机械波，本身也通过振幅、周期（频率）、波长、相位等参数描述。一般用简谐振动来描述。 其中振幅就是介质的粒子（如空气中的气体分子）偏离平衡位置的距离，单位自然是米（m）。周期即粒子完整振动一次的时间，单位为秒。相位即周期内的波形位置，单位为度。波长即具有相同相位的粒子之间的距离，单位为米。 by 霜白 Q.E.R.

答： 当我们闭合电路的开关时，空间电荷分布改变所引起的电磁场变化将会以电磁波的形式向外传播。所以，在这个环绕地球一周的电路中，一旦开关闭合，首先点亮的是离开关最近的两个灯泡（即89°W和91°W），其它灯泡依距离从近到远依次点亮；而开关断开时，首先熄灭的也是离开关最近的两个灯泡，其它灯泡依距离从近到远依次熄灭。 by 乐在心中 Q.E.R.

答： 当我们抖动一张片状材料时，材料会反复发生形变，如果这种形变是非弹性的，一部分能量就会以声（分子的集体有序振动）或热（分子的无序运动）的形式耗散。棉布和纸张的成分虽然都是纤维素，但是两者的微观结构大不相同，正是这种微观结构的不同，决定了两者能量耗散的主要形式不同。 棉布是由纤维编织而成的，微观看来，虽然纤维细丝互相缠绕，但它们之间依然存在大量的空气间隙。在抖动布时，分子链的振动在空气间隙上反复发生反射，被“困”在材料局部而不能传播，最终几乎完全转化为热的形式。而纸张是纤维素充分粉碎后压制而成的，分子间的相互作用比较强，微观看来，纸张内部存在很多纤维素分子整齐排列的区域（晶区）。仔细观察抖动的纸张可以发现，抖动时很多褶皱在纸张表面形成和移动，在褶皱形成和移动时，晶区分子的键联被破坏，一部分动能转化为分子链有序振动的能量，也即我们听到的“哗啦哗啦”的声音。 by 乐在心中 Q.E.R.

答： 如果地球还是这个地球，你可能会看到类似空间站里的景象，因为在球壳内部你几乎是完全失重的。自从牛爵爷提出万有引力定律起人们就熟知，一个均匀球壳在其内部产生的引力场强为0（证明可参看任何一本力学教科书）。所以如果你生活在“地壳”内表面，唯一可以提供加速度的只有地球自转的离心力，然而这个加速度最大（在赤道处）也只有 这比我们习惯的重力加速度小太多了！所以你会看到，身边的一切都飘飘欲仙了起来。 即使你适应了失重环境，你可能又会适应不了“地壳”内部的自然景观。如果有大气层而且光源的光谱和太阳光一样的话，你依旧能看到蓝天白云，但“太阳”永远高挂在天穹顶端，直到晚上熄灯，当然也不再会有壮丽的日出日落。如果你远眺天际线，看到的也不再是“孤帆远影碧空尽”——直到你眼力的分辨极限，你都能看到整艘帆船，甚至在你看来，它在往天上航行！远方的海面是往上翘的！ 或许那时候，你真的能看到“天上的街市”吧。 by Eosia Leaf Q.E.R.

答： 量子纠缠是物理学最难做实验的现象之一。如果想要做实验“证明”它，目前基本都是通过破坏贝尔不等式。因为目前几乎所有的关于贝尔不等式的验证都是有漏洞的，所以就算实验的结果和量子预言的理论完全对上（贝尔不等式不成立），物理学家们也很难完全确信地“证明”它，但是无论如何，实验的结果都是量子纠缠存在的证据。 首先呢，我们需要在家中准备一个纠缠光源，每次可以发射出一对自旋相反方向相反的纠缠光子。然后我们需要在家里整一个比较大的房间，让他们飞的足够遥远，以排除测量时刻的误差等干扰。同时还需要让光路处于真空环境，因为大气散射会让光子衰减消失或者退相干（2017年墨子号卫星就是在太空做的这个实验）。在它们飞的足够远之后，就可以测量这一对光子的自旋啦(让光子通过偏振片然后计数)，计数的结果就构成了贝尔不等式。 所以，这个实验是不可能在家完成的，量子纠缠的实验证据来自所有相关科学家、工程师的群策群力，是人类团结协作探索自然的伟大壮举。 by Luna Q.E.R.

Eosia Leaf、jita、霜白、乐在心中、Luna

#上期也精彩

编辑：他和猫

近期热门文章Top10

↓ 点击标题即可查看 ↓