徹底擰乾毛巾需要多大的力?
很遺憾,毛巾是無法被徹底「擰」乾的。毛巾主要由脫脂純棉製成,主要成分是纖維素,而纖維素中有大量親水性的羥基,水分子會在氫鍵的作用下與纖維素結合形成結合水,同時由於水的表面張力,毛巾中的縫隙也因毛細現象而可以大量儲存水分,這是毛巾吸水的主要原因。將毛巾縫隙中的水分擰出來時,仍然會有部分水分以結合水的形式儲存於毛巾中,可以透過曬太陽去除這一部分水。
如果一定要以手擰的方式盡可能地達到理想的效果,就需要參考1200轉/分的洗衣機脫水功能。假設滾筒半徑0.2m,毛巾平均質量為500g,我們透過「甩」的方式需要維持約1579N的力,利用此力大約可以舉起161kg的物體(接近69kg級抓舉舉重的世界紀錄水準……)。而且,這是「甩」不是「擰」,「甩」的時候,因水分子受到的附著力不足以提供圓周運動的向心力,因而脫離毛巾,「擰」並不會直接作用到水分上,此時水仍可以透過黏滯力吸附在毛巾上,也就是說,即便我們使出了舉重世界紀錄水平的力氣去擰一條毛巾,也不可能把它擰到像洗衣機脫水過的那樣乾。
聲音可以滅火嗎?
聲音可以滅火,但不是所有的聲音都可以。美國喬治梅森大學工程專業的兩名學生發明了手持聲波式滅火器,其原型包括音頻發生器、放大器和一個準直儀。音頻發生器可以產生一些30~60Hz的低頻聲波,放大器將聲波信號放大,準直器將這一部分聲波瞄準火焰方向,可以撲滅一些小型且受控的火災。我們可以從兩個方面考慮聲波式滅火器的工作原理,一是燃燒的條件,二是聲音的本質。
燃燒需要三個條件:可燃物、氧化劑和熱量。聲音的本質是物質振動在空中的傳播,一般的聲音振動很小,但可以透過耳膜的微小振動被人體感知聽到。在滅火中,放大器將聲波的振動幅度加強,準直儀將聲波瞄準燃燒現場,從而使作為振動介質的氧氣分子在特定頻率下短暫地與燃燒物分離;如果燃燒速率不夠大又來不及與下一部分氧氣繼續燃燒,則失去氧氣的補給便可抑制燃燒過程,從而達到滅火的目的。然而,除非可以製造一個超級大的放大器和準直儀,不然聲音滅火還是不適用於大型火災現場。
一隻蚊子飛入一個空瓶而不碰瓶壁,會增加瓶的重量嗎?
雖然瓶體作為一個物體,自身的質量不會因為飛入蚊子而改變,但是如果這個瓶子被放在了一個秤或天平上,那麼這個秤或天平的示數是有可能改變的。
在瓶中的蚊子,為了克服地球的重力,必須扇動翅膀以獲得一個向上的升力。在得到這個升力的同時,它附近的空氣因為被翅膀向下扇動從而有向下流動的趨勢。如果瓶蓋完全蓋上了,那麼流動的空氣持續地撞擊瓶子的底部,相當於給瓶子施加了一個力,使用足夠靈敏的天平或者靈敏的電子秤,其示數就會發生變化。或者換個角度,如果瓶子是密封的,可以把瓶子、瓶內空氣和蚊子看作一個整體,如果蚊子平穩懸空在某一位置,那麼這個系統處於一個平衡態,其總質量應該是瓶子、空氣和蚊子之和,相當於蚊子的「體重」透過瓶內的空氣傳遞給了瓶底。