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愛游戲appQ1、自來水倒入模具中,放入冰箱,怎么才能凍出來透明的冰塊?需要添加什么化學原料?
首先啊,快餐店可樂里的透明冰塊都是用商用制冰機制作出來的,在家里復現比較困難。
如果真想在家里制作透明冰塊,這里倒也有個法子。找一個保溫箱,放滿水,不要加蓋子,放在冰箱里慢慢冷凍,切記,不能凍透,凍住上半部分即可,保證下面還是液態,這樣凍住的上半部分就是沒有氣泡的透明冰塊了。如果你嫌這樣的冰塊太大又不夠方正,可以自己用工具切割。
水結成冰本質上是一種結晶現象,一般可以用成核理論來解釋,簡單來說,結晶首先需要一個晶核,再依附晶核不斷生長。一般對于純凈的液相,成核的動力有三種,即恒壓下的過冷度,恒溫下的過飽和蒸氣壓以及恒溫恒壓下的過飽和濃度。水結冰的動力就來自于第一種,也就是在壓強不變的情況下,當溫度達到液相的凝固點之下,晶體便可以克服勢壘成核。
但當溶液中存在雜質時,會發生非均勻成核。這是因為雜質粒子與液相的分界面的界面能會降低成核的勢壘,更容易成核。這里的雜質就是水里的固體粒子、氣泡等。所以對于一般的水,在結冰時往往是從氣泡處開始,結成的冰就把氣泡凍了進去,冰看起來就白花花的。
上面給出的方案,讓水的表面接觸冷源,表面沒有氣泡的水在低溫下成核結晶,并不斷向下生長,這樣就可以排除氣泡的影響,把氣泡擠到下面的液態水里。當然,如果你能把水里的氣泡等雜質完全去除,也是可以凍出透明的冰的,但一般的煮沸并不能達到這樣的純凈度,可以考慮蒸餾試試看。
打開高中物理新教材必修二,然后找到向心力這一個章節。答案也就呼之欲出了,那就是提供向心力。
當汽車在馬路彎道處行駛時,如果沒有傾斜,那么只能靠汽車輪胎與地面之間的靜摩擦力來提供向心力。但是靜摩擦力是有最大值的,如果車速過快,靜摩擦力無法提供轉彎所需要的向心力,那么汽車就會滑出彎道,發生危險。
最后,其實關于彎道傾斜有一個專業的術語:超高(Super-elevation)。感興趣的小伙伴可以去看一下參考資料,我在這里就不過多贅述了~
[1] 王貴山,胡昌亮,白浩晨,李瑞杰.高速公路圓曲線超高及過渡段設計研究 [J].公路交通科技,2021,38 (12):47-55.
首先還是要強調,中學物理中將物質變化分為物理變化和化學變化的分類方法是非常粗糙的,在學習過程中還是應該重點學習物質變化的過程和機理。
回到正題,做豆腐大致分為以下幾步:首先篩選豆子,加水浸泡;再將泡好的豆子研磨出豆漿;磨好的豆漿加水稀釋后過濾;過濾完以后上鍋,煮!將豆漿煮熟;最后點漿,也就是往熟豆漿里加入凝聚劑,傳統的有石膏、鹵水,現在很多豆腐則使用葡萄糖酸-δ-內酯點豆腐。
在上述過程中,很明顯,浸泡、研磨、過濾都是典型的物理變化,煮豆漿過程中需要加熱,這會導致蛋白質變性,破壞了蛋白質的空間結構。毫無疑問,這一步是化學變化。
關鍵在于點豆腐這個過程,從結果來看,這一步發生了蛋白質的聚沉。原本的豆漿是一種膠體,蛋白質分子作為膠粒均勻地分散在其中,聚沉則是膠粒發生了聚集,最終沉降下來。這一步蛋白質只是聚集到了一起,應該算是物理變化。
當然,我在這里簡單介紹一下點豆腐的過程,大家可以自行評判一下這究竟是不是物理變化。
石膏和鹵水本質上是鹽類凝固劑,關于其機理目前尚沒有一個統一的解釋金屬元素表。我們把重點放在內酯豆腐上。葡萄糖酸-δ-內酯是酸類凝固劑。在加熱時,蛋白質變性,內部的疏水區域暴露出來,同時葡萄糖內酯在加熱過程中釋放出氫離子,中和了大豆蛋白的負電荷形成中性分子,疏水作用導致中性的蛋白質分子聚集在一起,最終沉降成豆腐。
[2] 李蒙.鹽和多糖制作有機豆腐的研究 [D].河南工業大學,2014.
煙花內發光的金屬元素,既有單質也有化合物,具體種類一般根據安全因素和價格因素決定。
我們知道,煙花的主要成分是黑火藥,通過硫磺、木炭和硝酸鉀之間的反應產生爆炸。為了得到五顏六色的煙花,我們就要向其中加入不同的金屬元素,利用焰色反應使煙花放出五彩繽紛的顏色。不同金屬元素的焰色反應大致如下表所示:
回到問題,煙花中加入的金屬單質通常有鋁粉、鐵粉、鋅粉、鎂粉和銻粉,而金屬化合物通常有鈉鹽、鋇鹽、鍶鹽等,比如硝酸鋇等??梢钥闯?,其中的金屬單質的化學性質都相對較為穩定、與空氣和水反應較為緩慢或不反應,且制備相對簡單,因此這些元素通常直接加入單質即可。而金屬化合物對應的單質化學性質都較為活潑,與空氣和水都會發生反應,不易保存且較為危險。
例如鈉元素單質十分活潑,其與水會劇烈反應生成氫氧化鈉和氫氣,反應方程式如下:
超音速飛行的飛機飛行員能聽到飛機發動機的聲音,但不會聽到空氣傳播的飛機發動機聲音。僅考慮聲音的速度來回答這個問題是不充分的,聲音本質是一種機械波,飛機發動機就是產生波的波源。如果我們設飛機的速度為 u, 聲速為 v, 那么就會存在三種情況:
在飛機(波源)的速度接近超過聲音(波)的速度時候,飛機的前方的壓縮波會呈現出強疊加的狀態。而當波源運動速度高于波速時,波面的包絡面就呈現圓錐狀,這也有個好聽的名字:馬赫錐。錐面內才能聽到飛機的聲音,而在圓錐前面的飛行員,他們無法接受到聲波,也就無法聽到聲音。
但是,聲音并不只有空氣這一種傳播方式。聲音在不同介質中,傳播的速度是不同的。
考慮這種情況:飛機發動機發出的聲音會通過飛機的機身(材料是合金,如上圖,聲音傳播的速度在幾千米每秒)傳到飛行員的耳朵里。所以,超音速飛行的飛機飛行員能聽到飛機發動機的聲音。
這種“感覺未曾經歷過的事情曾經發生過”的現象叫做 Deja vu,中文一般翻譯成“既視感”、“海馬效應”,或者干脆叫做“似曾相識”。對于既視感的成因,科學家并沒有達成共識。腦科學對既視感的成因有幾種假說,包括記憶錯誤、夢境、左右腦處理信息的延遲不同等理論。下面我們來簡要介紹一下記憶錯誤的理論。
大腦存儲記憶的方式是把經歷提取出關鍵詞,然后只存儲這些關鍵詞,比如某句話或某個動作。如果后來有個時候的經歷與這些關鍵詞匹配,那么這些記憶就會被激活,我們就會覺得:“這件事我以前做過”、“這個場景我以前見過”,只不過,有些時候我們真的經歷過記憶中的事,有些時候卻只是記憶的錯誤。問題出在經歷與記憶關鍵詞匹配的的時候。
問題可能是匹配錯了。存儲記憶的腦區會對很多記憶都有作用,它有時可能會不能正常工作,讀取非對應的記憶,比如把以前看過的一段電影情節和當下的現實經歷聯系起來,把城門樓子當成了胯骨軸子。還有可能是匹配不準確。大腦把和現實經歷匹配度只有 60% 的記憶挑了出來,西安的城門樓子變成了南京的城門樓子。第三種可能是丟失了細節。大腦在存儲記憶時,隨著時間流逝可能會丟失一些細節,把一個連續的事件記成了若干離散的片段。比如你曾經穿過西安的和平門左轉去了碑林,最開始大腦記得整個過程,但是過了幾年,大腦中的記憶只剩下了穿過城門樓子的過程,左轉和參觀都被忘記了。后來你又穿過和平門右轉看見了下馬陵,這時候大腦可能會想起之前的記憶,然后開始懷疑人生:“我曾經走過這個城門樓子,難道我之前就見過下馬陵?”
上面就是對 Deja vu 現象的一種解釋。目前科學家對這種現象的研究還很粗淺,假說很多,解釋也不甚完善。(或許我們的讀者里有人以后能給出一個令人信服的解釋?)
當然,這個回答所針對的,只是作為正常生理現象的“似曾相識”。故意犯花癡說“這個妹妹我曾見過的”請去隔壁中文系(手動狗頭)。
[1] 為什么會出現某些場景似曾相識,好像夢中或前世發生過的感覺?這種感覺到底是什么?
在一定條件下,熱水比冷水結冰快,這一效應被稱為姆潘巴效應(Mpemba effect)。更嚴格來說,姆潘巴效應指的是在同等初始質量和同等冷卻條件下,溫度略高的水比溫度略低的水結冰快。姆潘巴效應的獨特之處在于其表明系統存在歷史依賴性(記憶效應),若水的冷卻速率僅取決于當前狀態,那么熱水在冷卻一段時間后一定會達到冷水的初始狀態,并在此后與冷水以相同形式繼續降溫,如此熱水一定比冷水結冰更慢。
關于姆潘巴效應已有很多解釋。一種簡單的解釋是蒸發消耗了水的質量,因此熱水在達到冷水的初始溫度時其質量已經小于冷水的初始質量,在此后便以更快的速率降溫至冰點。若盛裝水的是表面皿之類具有很大敞口面積的容器,這確實會對姆潘巴效應起一定貢獻,但在通常實驗條件下,蒸發效應并不足以完全解釋姆潘巴現象。不過,另外的一些解釋借鑒了類似的思路,例如盛有冷水容器表面霜的積累,導致熱導率下降,因此降溫速率顯著低于熱水。
另一類解釋涉及到液體的過冷現象。靜置于光滑容器中的液態水,很容易出現過冷,此時盡管水的溫度低于冰點,熱力學上傾向于凝固,但由于缺乏凝結核,依然保持為液態。凝結核既可以是雜質,也可以來自液體自身的不均勻漲落(自發形核),熱水在冷卻過程中,內部的溫度梯度更大,起到了擾動液體的作用,因此形核與結晶更為容易,而冷水冷卻時內部的對流和漲落均較弱,傾向于過冷。
可以說,由于同時涉及到微觀,介觀和宏觀現象,姆潘巴效應目前尚無一個公認的解釋,甚至實驗的可復現性也常常被人質疑。但姆潘巴效應的核心--歷史依賴的冷凝捷徑,已經在更為廣闊的情景和領域中得到了證實和應用。