为什么气温40℃就像进了蒸屉,洗澡水40℃却不像铁锅炖自己?

作者: Frions

来源: 中科院物理所

发布日期: 2022-09-16 13:51:52

本文讨论了多个物理学问题,包括为什么气温40℃会感觉像进了蒸屉,而洗澡水40℃却不会;手提物体静止不动时能量的消耗;不同温度下的体感差异;雨滴在不同参考系中的运动;环境温度和洗澡水温度的舒适度对比;云彩的可见距离;声音传播速度与温度的关系;微观和宏观的区分;以及黑洞发射射线的原因。

为什么气温40℃就像进了蒸屉,洗澡水40℃却不像铁锅炖自己?

Q1

手提物体静止不动,并没有做功,但仍然感觉累,这部分能量从哪消耗掉了?

答:

人是一个很复杂的研究对象,因为人不是一个简单的受力对象或者施力对象,人会自己用力。这里就是这种情形:人需要用力才能提起重物,骨骼肌细胞需要能量才能保持收缩。虽然人不直接对物体做功,但是骨骼肌细胞中的化学反应需要能量、大量的发热也消耗能量,这些能量都需要从食物中获取——也就是又累又饿了。

Q2

温度真是很神奇

同样的温度

夏天和冬天的感受完全不一样

甚至同样的季节

感受都不一样

那么为什么

洗澡水40℃就不咋烫

气温40℃就感觉进了蒸屉呢?

答:

因为我们人被浸泡在空气里,而洗澡时只是站在水流里。

Q3

为什么从行驶的车外看到的雨滴是竖直下落的,而坐在行驶的车内看雨滴则是斜落下的?

答:

这是一个很典型的相对参考系的问题:在地参考系中,雨滴以速率竖直下落(假设已达到终末速度),车以速率向前行进;而在车辆参考系中,就变成了地面以速率向后退,同时雨滴以速率相对地面竖直下落。这样相对于车辆,雨滴既有一个向下的速度,又有一个向后的速度——因此斜向后落下。

Q4

为什么环境温度40度人就很难忍受,但是洗澡水40度人就很舒服?

答:

因为我们人被浸泡在空气里,而洗澡时只是站在水流里。

Q5

最多相隔多远的人可以看到同一片云彩?

答:

只要画师愿意,从木守町(飞驒市)到东京都可以看到同一片云。

Q6

声音的传播速度与介质的温度有什么关系?为什么有的介质温度越高,声速越大,有的介质温度越高,声速却小?

答:

声音是靠机械振动传播的。直观感受一下,这个振动的传播速度与介质的“响应”有关,介质中被带着振动的原子越及时,那么声音就传得越快。

Q7

从物理学角度,如何区分微观和宏观?

答:

物理学上宏观和微观的分界并不是绝对的,在小于纳米、长到上万光年的区间内,并不存在某一跟线,线上就是“宏观”,线下就是微观。

Q8

连光都无法逃离的黑洞,在有的文章里又说会发出一些射线,这是为什么?

答:

因为这些射线产生的地方不在事件视界内。只有视界内的时空才被扭曲成只能单向向内坠落,视界外的物质和能量依然可以逃逸。

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