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来源 | 《万物》等

编辑 | Mirror

为什么吹气是冷的，哈气是热的？

同样是从嘴里出来的气，撅起嘴吹出来的却是冷的，可以给热饮降温；张大嘴哈出来的是暖的，可以在冬天暖手。作为恒温动物的我们并不是变温箱，呼吸道中的气体温度都和体温差不多，为什么变个口型气体温度就变了呢？根据一位物理教授的解释，哈气时从我们嘴里出来的是一个流速较慢且截面积较大的暖气团，状态类似有条不紊的层流，不会裹挟太多周围的气体，气团与外界热量传导缓慢，因此到了相距十几厘米的手上还会是热的。而当我们撅起嘴吹气时，气体的流速快且截面小，这就相当于一股湍流，会“吸引”周围的空气汇入，使气流整体温度快速下降，吹得越远，热量散失也越多。如果你靠近嘴唇吹气就会发现，它一开始也是热的。

哈气（左）与吹气（右）示意图 | 图源：thenakedscientists

但即使暖气流被降到室温也不足以产生凉意。我们在吹风时感到凉爽并不是因为气流的温度低，而是因为运动的气流能带动其周围空气的流动，促进体表汗液的蒸发，带走皮肤的热量。气体跑得越快，能带动的空气越多，散热效果也就越好。还有一种解释认为，吹气时嘴唇开口较小，气体经过了压缩，出去时发生膨胀，压强减小，温度随之降低。

为什么白衣服打湿变透，有色衣服打湿颜色变深？

图源：pixabay

洗衣服的时候，你会发现白衬衫被浸湿的部分会变得透明，而其他颜色的衣服打湿后颜色却会变得更深。水本身是无色透明的，又是如何改变衣服的颜色的？如果你放大白衬衫，就会发现其中的一根根纤维并不是白色的，而是基本透明的。这些透明的纤维交织到一起，形成了一个粗糙的表面，由无数个朝向不一的界面构成。当光线打到白色布料上时，会被多个界面不断地反射或散射，难以从中透过，最终进入我们眼中，呈现为白色。光滑透明的冰块磨成冰沙后变成白色也是同样的原理。当较薄的白色布料被打湿后，水分占据了纤维间的空隙，填平了织物粗糙的结构，减少了反射与散射的情况，光线就能更顺利地从中穿过，因此看起来更加透明。

织物打湿前（左）打湿后（右）对光线的作用效果

对于结合了染料的有色布料，水同样也起到了阻碍光线直接从布料表面反射出去的作用。打湿的布料表面覆盖了一层薄薄的水膜，光线折射进入水层后，会在水层与纤维层的界面间发生多次反射，每次反射到有色的纤维层上都会被吸收掉一部分，最终能从纤维表面到达我们眼中的光线就变少了，因此颜色会显得更暗、更深。不仅是布料，多孔材料表面比如沙地、水泥地面也会出现这种现象。

火焰是什么状态的？

图源：pixabay

我们总是习惯把世间万物分为固态、液态、气态三种状态，但这个世界上总有一些事物让人摸不清它的状态，比如火焰。火焰是在氧化剂（通常是空气中的氧气）与可燃物（可以是固体、液体、气体）的剧烈反应中产生的，普通燃料完全燃烧的产物主要是二氧化碳和水蒸气等气体，同时释放出光和热。如果燃烧不完全还会产生一氧化碳等气体以及烟尘固体小颗粒。普通火焰的温度不过几百摄氏度，所以燃烧时的物质状态不会超出固、液、气的范围。但是当火焰的温度达到上千摄氏度时，参与燃烧反应的分子将会发生电离，形成由电子和离子构成的等离子体，这种状态就不属于固液气中的任何一种，而属于的第四种状态——等离子态。例如工业上用的等离子体火炬就是用电弧来电离气体，产生的火焰温度可高达5500℃。

等离子体火炬切割金属

但火焰在严格意义上并不算一种物质，不能简单地以气态或等离子态来定义它。更准确地说，我们看到的火焰是我们对燃烧这种剧烈反应的综合感官体验，不仅包括燃烧的反应物和产物，还包括反应期间释放的光和热等现象（拓展视频见文末）。

地球上最安静的地方在哪里？

生活在喧嚣的城市中，偶尔总想找个地方清净清净，可即使是无人荒野，也还是会有动物活动、风吹草木的稀稀疏疏声。

没错，我们的目标是找到一处极致安静的地方。难道非得跑到太空中去吗？大可不必，地球上就有这样的地方，但和你想的不同，它并不在远离人烟的荒野，反而是在繁华的城市里闹中取静。位于华盛顿州雷德蒙市微软总部87号大楼的消音室被认为是地球上最安静的地方，2015年建成后打破了此前由明尼苏达州奥菲尔德实验室创下的吉尼斯世界纪录。

最安静的消音室结构

我们知道声音是由振动产生的，室温下空气分子自由碰撞（布朗运动）发出的声音大约为-24分贝，微软消音室中的背景音非常接近布朗运动的声音，仅为-20.6分贝，远低于人耳能听到的最微弱的声音（0分贝）。这间立方体的消音室通过下方的减震弹簧架空在建筑中，周围是6堵30厘米厚的混凝土墙，可以隔绝外界的声音。房间内壁铺满了带有层层凸起结构、长1.2米的吸音海绵，能够吸收99.999%的回音。即使消音室隔壁在开着一场嗨翻天的摇滚乐队演唱会也丝毫干扰不到你。如此安静的环境能让研究人员捕捉到设备产生的最微弱的声音，以开发测试高精度的音频设备。

如果你独自站在其中，刚开始可能会以为自己聋了，适应之后你就会听到自己的呼吸声、心跳声、关节活动的声音……还不如回到车水马龙的喧嚣世界。

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