离太阳更近，为什么反而更冷？ | No.522

之前的问题说：

海底越深越冷，是因为离太阳远

那为什么海拔越高的地方会越冷？

离太阳近不应该热嘛？

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Q1 填海造陆就是往水里倒水泥沙子吗？
Q2 老旧水龙头为何有的嗡嗡响有的却不响？
Q3 空调为什么既能吹冷风又能吹热风？
Q4 两固体接触，在微观下会分子嵌入吗？
Q5 手机护眼模式的原理是什么？
Q6 为什么血遇热凝固？
Q7 海底冷是因为离太阳远，为什么海拔高处也冷？

Q1 填海造陆是往水里倒水泥和沙子吗？

by 匿名

答：

这个问题说的对但不是全对。

标准的填海造陆解释为通过人工手段将海域、湖泊或者河岸转为陆地的工程，对于在淤积型潮滩岸段或河口地区，利用一定高度的围堰框围一定范围，利用潮汐带来的泥沙淤积成高于海平面的陆地，海岸边就直接用海堤框围潮上带乃至潮间带以由海边取得土地，或在海岸浅水区、海岛周围，把大量沙石倾入海中造陆或构筑人工岛的活动。除此之外，还有农业填海造地、废弃物处置填海造地等方式。

目前常见的填海造陆就是用人工手段在潮滩、河口地区以及海域中造陆，熟知的方式有三种：围堰、围海和倾倒砂石。在开始填海造陆之前会先围一个范围，这个初始条件之后，如果能够利用海岸边的潮汐涨落带来泥沙，随着时间的堆积，慢慢的这块围起来的区域就会累积成一个高于海平面的陆地，这种利用潮汐带来泥沙的方式一般限制在浅海滩。

对于要建造一个海中小岛，四周都是海水根本没有办法获取泥沙的情况，就需要进行人工倾倒砂石才可以。

by 蓝多多

Q.E.D.
Q2 为什么有的比较老旧的水龙头打开的时候会有嗡嗡嗡的特殊声音，而有的就没有？

by Alex

答：

这种“嗡嗡嗡”的特殊声音，是水流通过阀口等狭窄结构产生湍流与压力的快速波动，诱发水龙头或水管发生机械振动产生的低频噪音。也就是说，我们可以通过湍流强度和水压是否稳定，来解释为什么有的老旧水龙头开水有噪音而有的没有。 举几个例子，如果所在楼层低、管网水压适中，水流通过阀口的流速平缓，湍流强度弱，则不足以激发明显振动噪音；高层（依据GB 50352-2019，住宅建筑≥10层，公共住宅≥7层为高层建筑）或夜间用水量少、管网水压偏高时，噪音会显现出来。如果水龙头阀腔、出水口滤网处的水沟、铁锈等杂质多，原本规整的水流通道变得狭窄且内壁粗糙，导致水压的波动增大，进一步激发部件振动发声。另外，像水龙头的螺纹连接处、手柄、阀芯等部件松动，还会进一步放大振动声响。

by 4925

Q.E.D.
Q3 为什么空调可以吹出冷风还可以吹出暖风？

by 匿名

答：

空调制冷与制热的核心物理原理是制冷剂在不同压力下的沸点不同，在不同温度下蒸发吸热或液化放热。首先空调主要由压缩机、室内外换热器、节流装置、风扇、制冷剂管路和四通阀组成，其中制冷制热切换的关键部件是四通阀。四通阀是一种具有四个接口的换向阀，通过改变制冷剂流向，使室内机和外机交换作用，从而切换制冷与制热。

具体工作原理如下，制冷时，压缩机可以压缩制冷剂蒸气，使其压力提高，进而也能提高其温度。此时制冷剂蒸气处于高温高压状态，沸点（冷凝温度）很高，温度也高于室外空气，因此制冷剂在室外机中可以放热液化。液态制冷剂经过管道流向室内，再经节流装置降压，压力降低后沸点下降，因此能在室内换热器中蒸发吸热。制冷剂始终在管路内，室内热空气由风扇吹过冰冷的换热器，热量经翅片和铜管传给制冷剂，降温后的空气再被吹回房间。

制热时，四通阀使制冷剂反向流动。制冷剂经节流后流向室外机，此时制冷剂压力低、沸点低，温度可低于室外空气，因此其在外机中会蒸发吸热。随后气态制冷剂流向室内，经过压缩机被压缩成高温高压气体，进入室内机冷凝放热，风扇便吹出暖风。

by 凉渐

Q.E.D.
Q4 当两个固体接触时，在微观环境下是否会产生分子级别的嵌入？

by 匿名

答：

固体材料之间的微观嵌入并不罕见。生活中双面胶、透明胶的黏性，保鲜膜与自身的粘连，本质上就是在高分子或更大的微结构层面上相互嵌入。当两块固体材料之间的距离接近到分子间作用力的作用范围内，它们完全有可能产生分子（原子）级别的互扩散。

金块与铅块之间的固体扩散（左），铅块之间的粘连（右）（图源网络）

中学物理中，有个简单的实验：打磨两个铅块的表面后，将他们紧紧地贴在一起，此时铅块会“粘在”一起，需要较大的力量才能拉开（上图右侧）。交界处的原子重新排列形成金属键，将两块金属拉在一起。这时，原本的金属界面消失，两个铅块内部的铅原子也能够扩散到彼此的晶格之中。

我们不妨把其中一块铅，换成闲置的金块，并紧紧压实——几年后你会发现，它们互相渗透了彼此！（上图左侧）这正是固体紧密接触时，原子通过热运动扩散到彼此内部的结果。可不要真的用金块尝试这个实验，小心贬值呦！

不过，这种分子或原子级别的嵌入，在生活中并不多见。这是因为常见的固体接触面并不平整，还通常覆盖有一层薄薄的氧化膜和污染层，阻碍了两块固体的大面积直接接触。上文的铅块实验中，打磨铅块表面这一步正是为了清除氧化膜和表面的污染物。

by 冰糕

Q.E.D.
Q5 手机护眼模式原理是什么，就是把有害波段减少了吗？

by 启灵酱

答：

护眼模式到底在干啥，说穿了挺简单：把屏幕的蓝光成分调低一点，红光绿光相对多些，之后再压压亮度，画面就偏黄偏暖了。消委会测过，开启后蓝光大概降 30%–50%。

至于"有害波段"这个说法，其实没那么绝对。蓝光里 415–455 纳米那段在细胞和动物实验里确实可能损伤视网膜，但 455–500 纳米那段反倒是身体需要的，管昼夜节律、帮你白天保持清醒。而且电子屏的蓝光跟太阳光比差远了。美国眼科学会也讲过，目前没有证据表明屏幕蓝光会伤眼，你看完手机眼睛酸，更多是眨眼少了、离得太近看得太久。护眼模式比较实在的好处，是让手机晚上少抑制褪黑素，睡前刷机不那么影响睡眠。

手机中几个功能原理也各有来路。"自然色彩显示"是跟着环境光调色温，让画面更像纸张。"离焦视力舒缓"依据的是近视防控理论：离焦信号能影响脉络膜厚度和眼轴增长，离焦眼镜、角膜塑形镜都有临床数据支撑。厂商把这个思路搬到屏幕上，用 AI 把部分画面"拉远"来模拟，方向是对的，但具体能到什么程度就看各个厂家的实现了。

说到底，护眼模式也好、这些新功能也好，都是帮眼睛舒服一点的辅助手段。真想让眼睛歇会儿，20-20-20 法则最省事：每看屏 20 分钟，望 20 英尺外 20 秒。

by 柠七

Q.E.D.
Q6 为什么血遇热凝固？

by 17。

答：

血热之后变凝固本质上是蛋白质变性和凝结的结果。血液中富含蛋白质，尤其是血红蛋白和血浆蛋白，常温下蛋白质分子能够稳定的存在于血液中，一旦加温超过某一温度，蛋白质分子开始变性，原本的团成一团的分子链开始展开露出里面的疏水键，与周围其他的蛋白质分子链接在一起，形成网状结构，这种网状结构能把血液中的水锁住，流动的液体就变成了固体凝块。血液中还有一种特殊的纤维蛋白原，它对温度极其敏感。加热时，它会发生不可逆的热变性，直接参与构建凝胶骨架。

我们平时炖肉，或者涮火锅的时候，就会发现我们需要撇浮沫，这其实就是肉中残留的血液遇热凝固成深色的血沫。

by 蓝多多

Q.E.D.
Q7 看到之前的问题，海底越深越冷，因为离太阳远，那为什么海拔越高的地方会越冷？离太阳近不应该热嘛？

by 匿名

答：

准确来讲，海底越深越冷，并不是因为离太阳远，而是因为阳光无法穿透上千米的海水，每一层海水都会吸收掉一部分阳光。相对于地球与太阳的距离，一两千米的水深几乎没有影响。

而对大气而言，情况完全不同，阳光穿透大气的损耗很小，因此大部分的阳光都会被地面吸收，地面升温后再以长波辐射和对流的形式去加热低层空气。而高海拔的大气离地面很远，自然温度更低。高原地区虽然空气离地面也很近，但是空气稀薄，大气的逆辐射较弱，保温效果差，所以也更冷。另一个更核心的机制在于高海拔地区的低气压，热的空气向上扩散的过程中，从高压区到低压区，体积膨胀，热空气向外作功，内能减小，导致温度降低。

另外值得一提的是，影响人的体感温度的因素有很多，环境温度，湿度，阳光直射，空气的稀薄程度，尘埃密度等等都会一定程度地影响我们的体感温度，不能简单的用太阳的远近来判断。

by 跑马仔

Q.E.D.
投票 本期答题团队

冰糕、柠七、蓝多多、跑马仔、凉渐、4925

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编辑：4925