人工降雨要满足的条件(桑拿天里的你是否也思考过这个问题)(1)

炎热的夏天里,

要是有一场好雨总是能凉快很多,

但在某些极端天气下,

有些地方会很长时间不下雨,

这时就需要人工降雨闪亮登场了!

那么问题来了,

人工降雨是如何实现的呢?

1

Q

手机防窥膜是什么原理?

by 小阳光

A

说起防窥膜,它和我们生活中常见的百叶窗很类似。百叶窗通过调节叶片转动和凹凸方向,可以有效阻挡外界视线。手机防窥膜,其本质就是在手机屏幕层里排布类似“百叶窗”的光栅结构,从而使一定角度的光线无法穿过屏幕。

当然,防窥膜由于选择透过了部分光线,手机亮度肯定没有无膜的时候亮。此外,其实很多时候我们自己看手机也不都是90度垂直屏幕,感觉防窥膜也不是特别方便。

By Aaron Chen

2

Q

为什么功率较小的电风扇(例如台式电风扇),在把插头拔掉后重新按开关还能转1~2圈?是因为具有惯性吗?

by 物理爱好者

A

题主所说的小功率风扇应该是指带USB接口的风扇。这种风扇在使用的时候一般需要搭配一个起变压作用的充电头。由于这种充电头包含可变压的元件,这些元件会起到电感,电容的作用。在正常通电工作时,电感会将一部分能量储存在磁场中,而电容会把能量储存在电场中。断电时,原本储存在磁场和电场中的能量会重新输入到电路中。因此即便已经断电了,但是电路中的能量并没有马上消失。这时重新按开关的话,风扇还能重新转几圈。如果是直接用220v电压供电的风扇就不会出现这种现象。

By Nothing

3

Q

在炒菜时,当油和葱姜放一起时,为什么会油花四溅?

by 饺子

A

炒菜时四溅的油花给不少人带来过心理阴影。油花四溅并不是油自身引起的,罪魁祸首是葱姜上的水。水在正常情况下的沸点是100度,但是油温经常可以达到200度及以上,这时如果有水滴入油中,水滴会在油中迅速沸腾汽化,汽化的水体积迅速膨胀导致油飞出锅外。

从上面的分析可以看出,防止油花飞溅关键是要沥干食材上的水分,这样才能减少溅油。实在不行就带个面具吧,如下图。

人工降雨要满足的条件(桑拿天里的你是否也思考过这个问题)(2)

By Nothing

4

Q

为什么肥皂等套上网状袋子后更容易打出泡沫?

by 無名

A

回答这个问题首先需要知道泡沫是什么。表面科学上对泡沫的定义是:泡沫是气体分散在液体或固体中的一种分散体系。那么题目中所说的泡沫则是空气分散在水中的一种分散体系,其中肥皂作为表面活性剂,可以让泡沫稳定存在一段时间。泡沫要产生,需要有空气和肥皂水的共同参与,因为网格袋子有很多小网格,上面存留了许多肥皂水,并且小网格之间有着大量的空气,这样使得肥皂水可以和空气三维立体接触,有利于产生大量泡沫。而直接在身上涂抹肥皂,肥皂水和空气相当于是二维接触,空气难以进入肥皂水中混合形成气-液分散体系,也就难产生泡沫了。

By 重光

5

Q

为什么流了汗会在衣服上析出白色物质,并且在干湿交界处最为明显呢?

by 嘤嘤嘤

A

汗液的主要成分是水,约占总成分的98%到99%,其余物质为氯化钠,极少量的尿素、氨和其他盐类。流了汗之后,随着汗液的蒸发,汗中的氯化钠等盐类达到过饱和,然后析出,粘在了衣服上,就是我们所看见的“白色物质”。至于为什么在干湿交界处最为明显,这是因为刚开始汗液中的氯化钠等盐类还未饱和,当被汗液浸湿的衣服边缘开始干燥时,氯化钠只会少量析出,大部分是随着汗液向汗湿的衣服内侧运动,使汗液中的氯化钠浓度增加。随着汗液中的氯化钠慢慢达到饱和,汗湿的衣服边缘的水分蒸发,氯化钠就会大量析出,这就体现为干湿交界处析出大量白色物质。而剩下的汗湿部分也会析出大量氯化钠,因此仔细观察会发现,完全干了衣服上有汗渍的区域边缘的白色物质少,中间多,并且中间往往一大片都是白色的,形成不同的条纹。

By 重光

6

Q

除了锂和钠,第一主族的其他元素也可以用来造电池吗?

by 我笑了

A

可以的,比如目前有正在研究的钾离子电池,其正负极材料都还处于实验室阶段。其实就算是第一主族的第一个元素——H(氢),也可以用来造电池,比如目前的氢氧燃料电池,就是氢气作为负极活性物质,氧气作为正极活性物质。以碱性氢氧燃料电池为例,其正负极发生的分别是如下反应:

正极:

人工降雨要满足的条件(桑拿天里的你是否也思考过这个问题)(3)

负极:

人工降雨要满足的条件(桑拿天里的你是否也思考过这个问题)(4)

总反应其实就是氢气和氧气反应生成水的反应。

要知道,电池是一种能量转化的器件,将其他能量转化成电能,所以能实现这个功能的器件都可以叫做电池。对于化学电源来说,只要某一个反应的吉布斯自由能变化小于0,那么理论上都可以将其设计成一个电池。比如说正负极都是同一种活性物质,但是它们的浓度不一样,那么两者之间就会有能量差,这也可以设计成一种电池,叫做浓差电池。

By 重光

7

Q

为什么502滴到棉签上会冒出有刺激性气味的白烟?

by Ghost

A

502胶是以α-氰基丙烯酸乙酯为主,其本身就稍有刺激性气味,弱催泪性。这种材料活性很高(存在强吸电子基-CN和R-COO-),因此在微量水、碱、醇的作用下,都可以瞬间发生阴离子聚合(和OH-产生聚合反应),从而固化。所以我们平时使用502粘东西,其引发剂是空气中的水蒸气。而这种聚合反应是放热的,而放在棉签上会产生白烟主要就是因为棉签无论和水还是502胶的接触面积都很大,也就意味着大量的瞬间放热的产生。而这种白烟则是受热的α-氰基丙烯酸乙酯(易挥发)气体和水蒸气。

By Aaron Chen

8

Q

飞机播撒碘化银为什么会实现人工降雨?

by 夏了茶霏小朋友

A

首先我们要知道,高空中的云是否下雨,不仅取决于云中水汽的多少,还和云中凝结核的含量有关(具体的下雨机理可以参考Q&A No. 111 A4)。于是人们就根据云的具体情况,分别向云体播撒致冷剂(如干冰、丙烷等)、结晶剂(如碘化银、碘化铅、硫化亚铁等)、吸湿剂(食盐、尿素、氯化钙)和水雾等。主要方式有两种,一是飞机播撒冷却剂或催化剂,二是向云层开炮或发射火箭。

当然题主问的撒播碘化银,主要是将细粉末的碘化银撒进云层中,相当于增加凝结核的数量并干扰云中气流,从而有利于小水珠增大,改变浮力平衡,此时上升气流不再能承受住水珠的漂浮,就形成了降雨。。

当然其实随着科学的发展,人工降雨也有了不少新的方式,如高压电技术(产生等离子体),静电催化(人工降雨消除雾霾),细菌技术等。这里就不一一探讨了,有兴趣的小伙伴可以自行前往了解。

By Aaron Chen

人工降雨要满足的条件(桑拿天里的你是否也思考过这个问题)(5)

本期答题团队:

物理所 Nothing、Aaron Chen、重光

写下您的问题,下周五同一时间哦~

人工降雨要满足的条件(桑拿天里的你是否也思考过这个问题)(6)

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编辑:不言

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