空气无所不在,它不仅能供给我们呼吸,还能产生不可思议的力量。 到底是怎么个情况? 快跟着科教授一起揭秘空气的作用! 借助家用真空吸尘器变身“蜘蛛侠” 空气是一种物质,虽然我们看不见,但构成空气的粒子不仅有质量,还有体积。 空气像热量一样,为了不断达到平衡,空气会从气压高的地方向气压低的地方流动。气压发生变化后,各种气象应运而生。 探险家陶德·桑普森要用吸尘器验证大气压力的存在。因为真空吸尘器工作时,在吸盘内可以形成真空空间。 压强差出现,大气压力发挥出作用,使得吸盘和物体间产生强大吸力。在陶德看来,如果他能借助压强差的力量爬上五十米高的大楼,就能显示出气压的力量。然而这种办法实际上存在操作风险,吸尘器往往无法长时间工作,否则会引起机身发热,出现关机或者自燃的情况。一旦机器损坏,陶德将面临危险。 陶德用两台真空吸尘器,真能化身飞檐走壁的蜘蛛侠吗? 在实验当天,由于阳光照射,玻璃大楼的墙面带着烫人的热气,吸尘器吸进去了太多的热空气,随时都会出现机器故障,陶德感觉自己就像背了一个定时炸弹。 为了避免机器过热出现问题,他只能加快速度继续前进。在历经了53分钟的攀爬体验后,终于成功到达房顶。 科教授小提示 陶德使用的真空吸尘器,产生的压强是大气压强的五分之一,约为20千帕。吸盘的表面积为40厘米乘20厘米,等于0.08平方米。把所有数字代入计算,得到1600牛顿的力,支撑陶德爬楼绰绰有余。 如果氦气球足够多, 是不是就能实现飞天梦? 阿基米德在用浴缸泡澡时曾经发现,他的身体一进入浴缸,就把水排开。于是,他提出一个有关浮力的原理——让船漂浮的浮力,等于船下沉时排开液体的重力。也就是说如果某物的重力小于它排开的液体重力,它会漂浮起来。 如果二者相等,它会悬浮。如果该物体的重力大于它排开的液体重力,它会下沉,同样的原理也适用于空气。 陶德举一反三,陶德觉得根据阿基米德的浮力定律,如果在身上绑很多氦气球,不仅能飘到100多米的空中,还能安全返回地面,因为一个氦气气球的质量约是一个空气气球质量的七分之一。然而要想成功完成实验,还需要满足一些条件。首先风不能大,因为风太大,气球会相互碰撞。一旦气球破裂,陶德就会被重重地摔在地上。其次,氦气气球有个最大的问题,即在上升时会膨胀。每上升6米,它们就会膨胀一点,排开的空气更多。 这也意味着陶德不但会越飞越高,还会越飞越快,无法控制,直到气球到达一个不会再膨胀的点,可这个点在6000米的高空... ...尽管存在风险,但陶德坚持进行实验,为了避开大风,实验时间定在了风速较小的日出时分。130个氦气球成功到位,陶德被气球拉向高空。 由于无法控制它的走向,他很没有安全感。因为一旦他飘香树木,就可能引发灾难。虽然心情紧张,但是陶德运气极佳,顺利完成了实验。同时,还观赏了360度无死角的风景。 科教授小提示 氦气被吹进气球时,会撑开气球的内壁,让它膨胀成一个圆球。在这个过程中,气球周围的空气就被推开了。因为周围的空气质量要比气球内氦气的质量大得多,所以氦气能轻松上浮没有阻碍。 这些实验让陶德展现了他的拿手好戏,将科学原理变为一次次吸引人的冒险体验。 21点档 《物理也疯狂(3)》 播出时间:6月10日 22:44 监制 / 闫东 主编 /刘铭 黄丽君 编辑 /田楚韵 吴冰 杨莹 彭筱雅(实习) |
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