有兴趣的朋友可以去百度一下:风能公式。
风能与风速的立方成正比!
立方什么概念?
你今天给我2块钱,明天给我8块钱,按立方给一个月,我就是宇宙首富了!
而平时风速,台风也不过30m/s,这要突然换成30万公里/s,这一股风所含的能量,大约可以把宇宙毁灭了。。。
且不说这些粒子突然获得如此高的能量会发生什么变化,只考虑流量就会知道,你会直接蒸发,不会有任何痛感(因为风的速度远远比电化学信号传导快),然后剩下的分子因为周围的高温发生电离。
被刮到,铁定是死了。不过为了让人死得明白,咱们得说下“接近光速的风”是啥概念。先放结论:
提到接近光速,那就不得不提欧洲核子中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)。其中的质子束,有着人类目前加速粒子达到的最大速度,也就是光速的99.9999991%。然而,只有速度是不够的,为了对撞实验,必须尽可能地将质子束聚拢,增加其对撞时的密度。只有这样,才能确保有足够的质子发生碰撞,产生人们感兴趣的新现象。所以,在所有的对撞实验中,包括LHC,有着各类聚焦磁铁,将带电粒子聚集,压缩束团的体积。下图就是LHC的两束质子束流,在碰撞点附近的尺寸变化。最终,束流的直径会被压缩到64微米,大概是一根头发的直径。
LHC每25纳秒进行一次对撞,其中每个束流有10的11次方量级的质子。听起来是不是很致密的感觉?然而,空气的摩尔体积是22.4升每摩尔,一摩尔有6.02乘10的23次方。换算一下,就是每立方微米有2.7乘10的7次方个气体分子。如果将束流的体积,近似看作是64微米边长的立方体,那以空气的密度,在这个立方体中就会有7乘10的12次方个气体分子。而空气的平均分子量是28.8,所以还要再乘上这个数值。最终可以得出,同样体积下,空气有10的14次方量级的核子,且更“可喜”的是,风是持续的。
接下来,咱们就从LHC的7TeV质子,来聊下这阵风的能量有多可怕。上图是我去年在Geant4模拟中,得到的7TeV质子在水中的能量沉积。可以看到,7TeV的质子并不能有效穿透25米深的水。且在最初的30公分内,其所沉积的能量,约占总能量的0.03%,也就是留下GeV级别的能量。也就是说,如果LHC的一束质子,打在人身上,大概有0.03%的能量会留下。
这么说可能有的知友还是没有概念,那我们换一种方式。下面是对LHC质子束较为具象的表达[1]:
Each beam contains 280 trillion protons with the combined energy of a high-speed train going 200 kilometers per hour, squeezed into a stream much thinner than a human hair.
每个束流有两千八百亿个质子,其动能相当于一辆时速200公里的高速列车,且被压缩到比人类的头发还要细小的尺寸。
也就是说,三千多个LHC质子束,可以在头发丝截面大小的面积上,留下200公里高速列车的动能。巧了,我们的接近光速的风,其密度刚好就是千倍于LHC质子束。假设被这阵风吹拂了一秒钟,那相当于,你的一个毛囊,持续抵挡住时速200公里高速列车的四万六千八百四十二亿次撞击。而且,不幸的是,你全身都是这样的毛囊。
这种瞬间挫骨扬灰的死法,可比琦玉老师的认真一拳,还要来得猝不及防。
你先别接近光速,我给你看看仅仅十几倍声速的气流有多厉害。
容我摆两个公式(假设气流性质不变,即比热比 和气体状态不变):
是说马赫数为Ma(声速的倍数)的气流迎面而来你感受到的压力(总压), 是实际压力。
是说马赫数为Ma(声速的倍数)的气流迎面而来你感受到的温度(总温), 是实际温度。
我们用这么两个标准来对比感受到的压力和温度:
压力用100公斤、从20米落下、0.01秒内速度降为0、接触面积1平方毫米的铡刀落到人身上感受到的压力来衡量。通过计算它的压力有两千亿帕斯卡
你可能猜出来了,它就是下面这个的pro-pro-pro版:
那么温度呢?
我们用太阳表面温度6000K来作比较。
压力算出来大概是这样,那么你被pro-pro-pro断头台当韭菜切的速度大概是多少呢?
不到18倍的声速,大概是光速的0.00002076。
温度算出来大概是这样:
所以你要像川皇一样登日,拿十倍声速的风吹吹就可以了。
那么问题来了,被高温快刀切得渣都不剩还不够么要光速……
有时候,还是要对自己好一点。