黑大帥：看我變個(gè)魔術(shù)！

瀟灑哥：畫個(gè)圈圈祝福你。

黑大帥：我轉(zhuǎn)著轉(zhuǎn)著就能站起來，你信不信？

瀟灑哥：畫個(gè)圈圈歌頌?zāi)恪！?/p>

黑大帥：。。

瀟灑哥：畫個(gè)圈圈保佑你。。。

那么，請(qǐng)問上文一共中有多少個(gè)圈？

1

Q：如果壓力足夠大，水可以被壓縮嗎?

by?田文郁

可以。壓縮性是流體的基本屬性。任何流體都是可以壓縮的，只不過可壓縮的程度不同而已。液體的壓縮性都很小，隨著壓強(qiáng)和溫度的變化，液體的密度僅有微小的變化，在大多數(shù)情況下，可以忽略壓縮性的影響，認(rèn)為液體的密度是一個(gè)常數(shù)。 dΡ/dT=0的流體稱為不可壓縮流體，而密度為常數(shù)的流體稱為不可壓均質(zhì)流體。

水作為液體也是可以壓縮的。從分子和原子尺度上考慮，水分子和水分子之間具有一定的空隙，氫原子和氧原子之間也存在距離，但由于分子或原子間很強(qiáng)的作用力使得其難以被壓縮，但還是可以壓縮的。一個(gè)很好的例子是考慮重力作用下深海中的水被其上部的水壓縮，其密度比海面水的密度大。

水的體積彈性模量為2.19x10^9Pa，即21.9MPa的壓力可以使水的體積壓縮相對(duì)1%，遠(yuǎn)大于氣體的體積模量。

By 勿用

2

Q：pH指示劑的原理是什么？

by WQ

酸堿指示劑本身是弱酸或者弱堿，會(huì)和溶液中的氫離子或者氫氧根離子發(fā)生反應(yīng)，生成共軛酸或者共軛堿。酸堿指示劑本身和生成的共軛酸或共軛堿表現(xiàn)出不同的顏色，從而能起到指示pH值的作用。

比如高中生物書上用來檢測(cè)二氧化碳的溴麝香草酚藍(lán)，屬于弱堿，它在pH低于6.0時(shí)顯黃色，pH高于7.6時(shí)顯藍(lán)色。下面的方程式展示了溴麝香草酚藍(lán)發(fā)生轉(zhuǎn)變時(shí)的結(jié)構(gòu)變化。

而平時(shí)使用的pH試紙是廣泛pH試紙，由百里酚藍(lán)、甲基紅、甲基橙、溴麝香草酚藍(lán)、酚酞和溶劑按一定配比配制后再在紙上干燥而成的，因?yàn)楹兄甘静煌琾H范圍的指示劑，且不同指示劑顯示的顏色不同，所以能依靠豐富的顏色變化來指示很寬的pH值。

By 重光

3

Q：請(qǐng)問浮沉子的原理是什么？通過改變排開水的體積還是改變重力大??？

by?陳嘉輝

浮沉子主要用了兩個(gè)原理，一個(gè)是帕斯卡原理（靜壓傳遞原理），一個(gè)是阿基米德原理（浮力定律）。先看一下簡易浮沉子的構(gòu)造吧，見下圖，吸管的下部別著幾根回形針，用來增加質(zhì)量，而吸管的上部留著一些空氣。吸管能浮在水面上就是因?yàn)樯喜苛粲械目諝狻?/p>

浮沉子浮在水面時(shí)，其重力與浮沉子內(nèi)部的空氣所提供的浮力互相平衡。壓礦泉水瓶時(shí)，瓶內(nèi)氣壓升高，根據(jù)帕斯卡原理，壓強(qiáng)傳遞給水，水將浮沉子內(nèi)部的空氣壓縮，浮沉子所受的浮力減小，就會(huì)沉下去。松開礦泉水瓶時(shí)，瓶內(nèi)氣壓降低，浮沉子內(nèi)部的氣體將水排出一部分，浮沉子內(nèi)空氣體積增加，浮力也就增加了，浮沉子就上浮。

分析這一過程可以看到，如果以浮沉子和里面的空氣作為一個(gè)整體來研究，其質(zhì)量是沒有改變的，控制其上浮還是下沉依靠的是改變排開水的體積。

By 重光

4

Q：涂改液是怎樣制作的？里面那個(gè)搖起來會(huì)響的東西是什么？

? ? ?by 1

涂改液的主要成份是鈦**，也就是TiO2(二氧化鈦）。涂改液的配方中含有甲基環(huán)己烷、鈦**、環(huán)己烷、1,1,1-三氯乙烷，1,1,2-三氯乙烷、環(huán)己酮、甲基己丁基甲酮、二氯乙烷、樹脂等化學(xué)物質(zhì)。那個(gè)搖起來會(huì)響的東西是一個(gè)小鋼珠，主要目的是為了將涂改液里面的附著劑（鈦**）和溶劑（甲基環(huán)己烷）混合。每當(dāng)使用涂改液之前將其適當(dāng)搖晃，擠出來的是溶質(zhì)（鈦**）、溶劑（甲基環(huán)己烷）和膠，溶劑在空氣中揮發(fā)，膠將鈦**粘在紙上，涂蓋住原有的筆跡。

By Nuor

5

Q：公號(hào)編輯你們好，我是一個(gè)兩歲半小女孩的爸爸，我的孩子一直在問我一個(gè)簡單的問題，爸爸氣球?yàn)槭裁磿?huì)爆炸？

by?大王的爸爸

氣球的種類很多，但會(huì)爆破的氣球從本質(zhì)上來說就是一種充滿空氣或某種別的氣體的密封袋。爆破的基本要素是：在密封環(huán)境內(nèi)空氣劇烈膨脹使容器耐壓超過極限。對(duì)于氣球來說，其爆破的原因分析如下：

1、空氣膨脹。當(dāng)氣球遇到溫度上升或者外界壓強(qiáng)降低（比如升到高空）時(shí)，其球內(nèi)體積會(huì)增大，氣球變形到無法承受內(nèi)部的壓力，發(fā)生爆破。

2、容器變形：當(dāng)用力踩或者用針刺氣球時(shí)，表面由于局部受力不均勻，一些區(qū)域內(nèi)的氣體會(huì)擠壓表面使其壓力超過局部表面承受壓，氣流急速涌出，發(fā)生爆破。

不過，對(duì)于一個(gè)兩歲半的孩子來說，簡單點(diǎn)來說就是：爆破就是氣球內(nèi)部的分子沒有了約束，從而快速從氣球內(nèi)部跑了出來。（具體語言請(qǐng)爸爸結(jié)合孩子的教育背景組織：氣球?yàn)槭裁唇袣馇蚰兀渴紫葰馇虻男螤钍且粋€(gè)球形的，然后它里面裝滿了氣體，氣球爆炸的過程就是氣球里面的氣體飛速的跑了出去；氣球就比如一個(gè)小屋子，氣體就好比許多小朋友，小朋友本來在屋子里面玩，但屋子太小了，小朋友玩的不盡興，爸爸突然把門給打開了，小朋友們一下子就從屋子里面跑出去了，跑的太快了，爸爸嚇了一大跳）

By Nuor

6

Q：你好，關(guān)于等離子體，是不是只有在高溫中才能出現(xiàn)（例如火焰的高溫部分或閃電）？如果是這樣，那等離子消毒也是一個(gè)高溫的過程嗎？

by?H雪X人H

首先給出答案，等離子體并不只在高溫出現(xiàn)，等離子消毒利用低溫等離子體中的高溫電子部分進(jìn)行消毒。

等離子體是物質(zhì)存在的形態(tài)之一。通常認(rèn)為等離子體是物質(zhì)的第四態(tài)，等離子體就是顯著電離的氣體，但從氣態(tài)過渡到等離子體在熱力學(xué)上沒有物理量的突變，并不存在相變過程，這種說法并不準(zhǔn)確。等離子體的準(zhǔn)確定義應(yīng)該是由自由電荷構(gòu)成的、表現(xiàn)出集體行為的多粒子宏觀系統(tǒng)。傳統(tǒng)中性等離子體研究的溫度范圍非常廣泛，可以從地球電離層（極光）的300K左右到白矮星磁化層的1016K。溫度和密度作為等離子體的兩個(gè)參數(shù)，對(duì)應(yīng)傳統(tǒng)等離子體的參數(shù)空間如圖所示。

由于等離子體內(nèi)部電子和離子質(zhì)量相差較大，通過碰撞交換能量過程緩慢，各種帶電粒子成分各自先達(dá)到熱力學(xué)平衡狀態(tài)，分別對(duì)應(yīng)電子溫度Te和離子溫度Ti。當(dāng)?shù)入x子體整體達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，具有統(tǒng)一的電子溫度和離子溫度，粒子間的碰撞勢(shì)約為幾個(gè)電子伏特，對(duì)應(yīng)等離子體溫度為幾千度甚至更高，稱之為高溫等離子體。還有一種狀態(tài)是電子溫度雖然很高，但體系中重離子溫度很低，整體表現(xiàn)為低溫狀態(tài)，稱為低溫等離子體，由于體系處于非平衡狀態(tài)也可稱為非平衡等離子體。

低溫等離子體消毒應(yīng)用的就是這種原理：在幾帕到幾百帕的真空環(huán)境下利用特定電磁場(chǎng)對(duì)氣體進(jìn)行電離產(chǎn)生低溫等離子體，電子溫度可達(dá)20000-30000度，細(xì)菌的大小約為10^-6m，許多電子將細(xì)菌或病毒包圍然后消滅，同時(shí)由于電子本身熱容量較小，對(duì)宏觀溫度沒有影響，不會(huì)對(duì)消毒的物品產(chǎn)生損傷。低溫等離子體消毒的溫度一般為室溫。

并且，隨著激光冷卻技術(shù)的發(fā)展，超冷等離子體成為研究熱點(diǎn)，其溫度可以低至mK量級(jí)。1999年,美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所的 S. L. Rolston 小組首次采用光電離激光冷卻原子的方法,得到了電子和離子溫度分別低到100mK和10μK,密度高達(dá)10^9cm^-3的氙原子的超冷中性等離子體。

參考：

《等離子體物理理論》 鄭堅(jiān)

《超冷中性等離子體的研究進(jìn)展》馮志剛等。

By?勿用

7

Q：類似雞蛋的橢圓形物體在平放時(shí)，如果雙手給它兩端力讓它轉(zhuǎn)起來，它轉(zhuǎn)著轉(zhuǎn)著就站著轉(zhuǎn)了。隨著速度的減慢，它又平轉(zhuǎn)了，這其中的原理是什么？求解答 謝謝！

by 尋守

當(dāng)我們讓一個(gè)煮熟的雞蛋快速旋轉(zhuǎn)起來的時(shí)候，它的重心會(huì)逐漸上升，直到立著轉(zhuǎn)一段時(shí)間，隨后中心逐漸下降，直到停止。由于雞蛋這種奇特的現(xiàn)象，形象稱之為“魔蛋（magic eggs）”。

通常，快速旋轉(zhuǎn)的物體會(huì)保持其旋轉(zhuǎn)方向（陀螺運(yùn)動(dòng)的定軸性），魔蛋的奇特現(xiàn)象困擾了人們很長時(shí)間，直到2002年由H. K. Moffatt和 Y. Shimomura給出了經(jīng)典的解釋。

首先建立如圖所示的模型，從解析的角度來計(jì)算雞蛋旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸Oz和豎直軸OZ之間角度隨時(shí)間的變化θ(t）。采用陀螺近似，利用歐拉角動(dòng)量方程，得到夾角一階微分方程，在兩種不同形式的摩檫力下得到了相同的結(jié)論：在雞蛋的幾何形狀滿足一定條件時(shí)，一段時(shí)間內(nèi)，雞蛋旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸Oz和豎直軸OZ之間的夾角單調(diào)的從90度變?yōu)?度，解釋了魔蛋重心上升的現(xiàn)象。同時(shí)，在摩檫力為零時(shí)，角度不隨時(shí)間變化，雞蛋重心不會(huì)上升。據(jù)此，桌面與雞蛋接觸點(diǎn)的摩檫力是雞蛋重心上升的關(guān)鍵因素。雞蛋開始水平旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于雞蛋形狀的特殊性（一頭大一頭小，tip-top），這個(gè)位置并不穩(wěn)定，蛋殼或桌子上任何微小的不規(guī)則都會(huì)使雞蛋略微傾斜。旋轉(zhuǎn)使得雞蛋在桌面上滑動(dòng)，將末端向上推，接觸點(diǎn)靠近底端。接觸點(diǎn)線速度增大，增加了摩擦力，使得雞蛋能夠在這個(gè)角度下穩(wěn)定；雞蛋繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，接觸點(diǎn)更靠近底端，摩檫力繼續(xù)增大，最終，這種摩擦將雞蛋一直“推”到垂直位置。

需要注意的是生雞蛋比較難以產(chǎn)生”魔蛋”現(xiàn)象，這是因?yàn)殚_始旋轉(zhuǎn)時(shí)生雞蛋蛋殼的角速度擴(kuò)散到雞蛋內(nèi)部時(shí)在粘滯力的作用下耗散了，剩余的動(dòng)能不足以使雞蛋最終立起來。

（下面公式引起強(qiáng)烈不適，可略過）

By 勿用

本期答題團(tuán)隊(duì)

物理所? ?重光、Nuor、勿用

下期再見咯QwQ