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有哪些像伽利略铁球下落实验一样直觉与事实相违背的事? 第1页

  

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对温度的错觉:

我在山区搞矿产普查的时候,有一次要测量溪流的水温,我们一般人感觉山间小溪的水一定是很凉的,所以会比空气温度低,但其实温度计显示的结果是溪水的温度比空气高1℃。

这是因为人感受到的冷是根据皮肤流失热量速度来的,虽然水的温度比空气高一点,但水的导热性比空气好,皮肤在水中散失热量的速度更快。所以人感到更冷,但温度不一定更低。

如果大家要解冻冰箱里的食物,可以打一大桶水,把食物浸没进去,解冻速度比放在空气中快。即使这桶自来水在我们感觉上比空气“更凉一些”,但因为水的热容量大,供给冻肉的热量比空气更多。

同理,南方某些地方的冬天,同样的气温下,人在室外会感到比北方更冷。(注:秦岭,淮河以南都是南方,不仅仅是广东,福建)

所以“感觉更冷不一定是因为温度更低!”,这也是科学研究中为什么要用数据说话的一个例证。


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没想到这个回答收到了这么多的赞,使我想继续把它写得完善一点,我又回去翻了翻物理学史。

18世纪中叶以前,人们一直都是把热量和温度混为一谈,认为两个概念是相等的。即使在科学家群体内也是如此(和我们普通人的感觉一样)。

不过有一位叫布尔哈夫的化学家提出了一种当时没法解释的实验现象:

把40℃的水和同体积80℃的水混合在一起,混合后都温度为60℃,这符合我们的直觉,但是如果换成80℃的酒精来混合,就不会是60℃,而是低于60℃。

英国化学家布莱克继续研究不同温度的水和水银混合后的温度,发现等量的热质加热水银后得到的温度比同重量的水更高。于是,他便提出了“热容量”一说。人们才开始区分热量和温度。

虽然我们现在都上了物理课,理解了比热容,热量这些概念,但在当时时代,或者如果没有受到物理教育的人群,还是很难摆“直观感觉”的束缚的。比如我们小时候还能接触到那种提水的水井,人们都知道井里的水“冬暖夏凉”,大部分的人是不知道为什么的。我家乡周围的人认为井里的水温度冬天比夏天高,但其实科学的解释是:地下水的温度全年变化不大,因为土层有隔热作用,基本上冬天井水比夏天低3-4℃。只是冬天气温比井水低,夏天气温比井水高,在感官上形成对比,让人误以为冬天井水更暖。

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我再继续补充一些,继续讨论“冷热”:

1自然空气由于有对流,所以在一个比较小的区域,空气温度相差不大,我们在户外感受到热的一个主要来源是“晒”,也就是太阳的热辐射。夏天的时候,有些天气节目很吓人,说是放个鸡蛋在地面,一会就熟了。大家不用怕,这个地面温度是被太阳晒的,离开地面向上,很快气温降下来。再比如夏天乘凉,躲在房子阴影里面,就算隔一步的距离就是外面大太阳,人也会感到明显的冷热差别,但这个差别主要是来自太阳辐射,空气气温其实相差却很小。


2“热传递”是两个物体同时互相发射和接受热量的结果。所以“变冷”是由于这个物体被改变环境,导致它自己发散了热量很多,但接受别人的热量很少。而不是那种被外界“主动夺走”。

这里就要反驳一下我初中物理辅助教材写的一个故事了:故事为了说明“蒸发吸热”,讲一个教授跑到非洲去考察,碰到一个村庄便向当地妇女讨口牛奶喝,那位妇女答应了,接着却惊人地提出先把“把牛奶晒凉了更好喝”,只见妇女把湿毛巾裹着一瓶牛奶放在太阳底下晒,过一会拿给教授喝。教授了一口果然冰凉,然后恍然大悟“蒸发吸热!”。

我小时候自己手动验证过,不光换了牛奶还是水果,根本不不能变凉!当湿毛巾的水被太阳晒干后,里面的东西就变热了!


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金属的味道。

在我很小的时候,每次练完琴,触摸硬币,铁钉等等金属,我的手上总会有一股金属的味道。那种味道臭臭的,很不好闻。这件事深深地埋在了我的脑海里,以至于我不喜欢练琴也不喜欢用硬币,而且每次触摸金属之后都很快去洗手。

可是,当接触了简单的物理和化学之后。这个问题变得十分诡异。因为金属不可能有味道,或者说就算有,你是闻不见的。简单来说,闻见一个物体产生的味道需要两个条件:1. 这个物体具有挥发性,也就是说它能在室温变成气态;2. 你鼻子里的受体感受器可以与它结合让你闻见。对于化学品来说,由于分子内作用力,一般来说,固体大于液体大于气体。对于金属来说,分子内作用力(金属键)很大,通常我们就认为这玩意根本没有挥发性。

你也许会提到汞,没错汞是金属,汞也会产生汞蒸气,可是汞蒸气不会被气味的感受器捕捉,所以你还是闻不见。要不然,中世纪西班牙也不会有罪犯去开采汞矿的这种实质意义上的“死刑”。

说回来,常见的金属并不存在挥发性,你的鼻子也没有和它结合的气体感受器。那么我们闻见的那股味道又是什么呢?

其实绝大多数金属都具有催化的活性,你的手也并不是一个干净的系统,油脂,汗等等都在你的手上,这些化学物质里面主要是有机物,其中很重要的一个就是lipid peroxide,当你的手触摸金属(尤其是含铁的),lipid peroxide 就会被金属催化发生反应。产生各式各样的产物。这些产物中,很有意思的一个就是1-辛烯-3-酮,而这个化学品就是“金属”味道的源头。

所以,谜底揭晓,下次你可以试试带着手套好好地洗干净一枚硬币,然后擦干后仔细的闻一闻。这样你绝对不会闻见那股“金属”的恶臭了。

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好多人问为什么血里也有这个味道。我就知道我放在下面的链接没人看。。来,提升一下英文阅读能力。


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捷径可能是曲折的。——也是和伽利略有关的一个著名错误。

走最近的距离不一定是最快到达的。

一个简单直观的实验

两个小球位于同一个高度和起点,分别走两条路,左侧是相对平直的路,右侧是波动较大的路。

同时释放

最后右侧走的路更长,波动更大,但是先抵达

视频如下

https://www.zhihu.com/video/1124624016618651648

理论解释应该是“最速曲线”:

两点之间一小球滚下,不是直线的连线下降最快,而是小球在最速曲线上滚下最快。

在一个斜面上,摆两条轨道,一条是直线,一条是曲线,起点高度以及终点高度都相同。两个质量、大小一样的小球同时从起点向下滑落,曲线的小球反而先到终点。这是由于曲线轨道上的小球先达到最高速度,所以先到达。然而,两点之间的直线只有一条,曲线却有无数条,那么,哪一条才是最快的呢?
伽利略于1630年提出了这个问题,当时他认为这条线应该是一条直线,可是后来人们发现这个答案是错误的。1696年,瑞士数学家约翰·伯努利解决了这个问题,他还拿这个问题向其他数学家提出了公开挑战。牛顿莱布尼兹、洛比达以及雅克布·伯努利等解决了这个问题。这条最速曲线就是一条摆线,也叫旋轮线
最速曲线的形状为曲线,起始近乎垂直加速,让物体获得了快速通过后半程水平位移的能力,平均速度最快。

ps :视频来自抖音,版权归抖音所有。




  

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