木頭可以是液態的嗎？| No.242_風聞

　　冰會熔化

　　蠟燭會熔化

　　玻璃也會熔化

　　但我們似乎從來沒有見過木頭熔化

　　那世界上存在液態的木頭嗎

　　木頭液化了是不是就會變成“木液忍者”

　　**Q1****木頭可以成為液態嗎？**by 匿名

　　答：

　　木頭可以“成為”液態，但液態的就不是木頭了。

　　這話聽起來有些矛盾是不是，且聽我慢慢道來。木頭，是一種混合物，主要成分有纖維素（40-50%）、木質素（20-30%）等，所以它其實沒有單一的熔點。那麼加熱木頭會發生什麼呢？下面是三種常見的答案：

　　小學生：木頭會燒起來！

　　初中生：（思考一下）如果有氧氣會燒起來，沒有氧氣……會熔化？

　　高中生：（扶扶眼鏡，想起纖維素的分子式(

　　）在氧化性環境下木頭會燃燒，無氧環境下纖維素、木質素這樣的長鏈大分子會熱解生成焦炭、小分子有機物以及

　　、

　　、

　　等可能的氣體產物……

　　想必大家也看明白了，即使在無氧環境下加熱木頭，到350℃以上木頭中的大分子就會開始分解，冷凝氣態產物確實可以得到一些液態有機物，但這些已經不是原來木頭的成分了。所以，嚴格意義上“液態木頭”是不存在的。

　　by Eosia Leaf

　　Q.E.R.

　　**Q2**請問35kV變電站所產生的電流和電磁輻射對健康有影響嗎？建設安全距離是多少呢？在其輻射範圍內是否可以居住和辦公？by 匿名

　　答：

　　變電站可以實現電壓的升降，以完成配電、輸運等功能。其核心是變壓器的電磁感應，交流電的電能從初級線圈到次級線圈傳遞，其中35kV變壓站傳遞的交流電頻率為50Hz，在變壓器附近不可避免的會有電場磁場的增強，會對靠近變壓器的生物健康產生一定影響。

　　圖源：參考文獻4

　　變壓器對健康的危害主要在於，相比其他區域，變壓器周圍的磁場和電場更強一些。磁場和電場一般在低頻下認為是獨立的，電場會在人體表面感應出電流，但會受到組織電導率的影響使電流進一步降低；磁場可以穿透人體在人體中產生電流，但磁場非常容易被磁屏蔽。高場強一般會引起人體的神經刺激和組織加熱；在低場強下對人體的影響不明顯，但有研究表明一些影響與長期暴露於工頻電場和磁場強度可能有關。而對於35kV變電站附近的磁場和電場的計算（如下圖）表明，電場和磁場在幾米遠的距離就迅速減少了，在這個範圍外可以認為不會對健康產生大的威脅。

　　圖源：參考文獻1

　　圖源：參考文獻1

　　我國對於一般10kV-35kV變電站，要求正面距居民住宅12米以上，側面8米以上；35kV以上變電站的建設，要求正面距居民住宅15米以上，側面12米以上；箱式變電站距居民住宅5米以上。在這個範圍以內不建議居住和辦公，範圍之外但離得比較近的話，可以採取一定的防護措施。

　　參考資料：

　　35kV變電站的磁場電場計算

　　暴露在居家電場磁場可能對健康產生的影響

　　變電站

　　變壓器

　　變電站距離住宅多遠才合適？

　　by jita

　　Q.E.R.

　　**Q3****空冰箱與裝滿東西的冰箱耗電量是不是一樣呢？**by 匿名

　　答：

　　如果考慮製冷過程的話，裝滿食物的冰箱耗電量要高於空冰箱。但如果僅是保持低温的話，二者相差不大。

　　如果冰箱裏放滿食物（室温），然後開始製冷，使其降到設定温度，這個過程一定會比空冰箱冷卻到同樣温度消耗更多能量。

　　這是因為食物的比熱容要高於空氣。我們可以定性的比較二者的大小（比如僅估計食物中的水含量即可比較出其與空氣的比熱容大小）。需要注意的是，在冰箱這樣的密閉容器中，考慮下降一定温度所釋放的熱量，應該用單位體積的比熱容（單位質量的比熱容乘以密度）更合適，即單位體積的物質上升（或下降）1℃所吸收（或釋放）的熱量，單位為J/(℃·L)。正因為二者比熱容的差距，裝滿食物的冰箱在冷卻過程中會釋放更多熱量，因此更耗電。

　　但如果食物已被充分冷卻，冰箱僅需要保持低温，此時二者的耗電量差距不大，甚至裝滿食物的冰箱耗電量稍微小一點。

　　在日常使用中，冰箱需要不斷製冷來維持低温環境。當外界有大的熱量滲入時（例如打開冰箱門），冰箱則需要額外製冷以維持低温環境。額外製冷所消耗的能量取決於滲入的熱量大小，與冰箱內部情況關係不大，因此冰箱是否裝滿食物影響不大。甚至如果滲入的熱量較少，裝滿食物的冰箱温度有可能不發生明顯變化，此時冰箱不提供額外製冷，反而耗電更少一點。

　　當然，這裏的討論沒有考慮空氣傳熱等其他更為複雜的因素，只作了一個簡單的分析，實際情況以你家冰箱為準。

　　by 霜白

　　Q.E.R.

　　**Q4****聲波的振幅單位是什麼？**by 匿名

　　答：

　　當然是長度單位——米（m）啊。

　　物體振動發聲，這種振動可以在介質中傳播，我們用聲波來描述其傳播過程。

　　聲音是靠物體振動產生的，其傳播同樣需要振動，一般是傳播介質的組成粒子偏離平衡位置振動（這也是真空不能傳聲的原因），例如聲音在空氣中傳播就是靠空氣中的氣體分子振動進行的。而與電磁波不同，聲音通常是縱波（也有橫波），即傳播方向與振動方向相同的波。聲音在空氣中傳播時，就會呈現空氣中的氣體分子在傳播方向上密度的規律性變化，大致如下圖所示：

　　聲音傳播是介質的疏密變化示意圖 圖源| 百度百科

　　聲波作為一種機械波，本身也通過振幅、週期（頻率）、波長、相位等參數描述。一般用簡諧振動來描述。

　　其中振幅就是介質的粒子（如空氣中的氣體分子）偏離平衡位置的距離，單位自然是米（m）。週期即粒子完整振動一次的時間，單位為秒。相位即週期內的波形位置，單位為度。波長即具有相同相位的粒子之間的距離，單位為米。

　　by 霜白

　　Q.E.R.

　　**Q5**假如我有一塊超級電池做電源，用超導體做導線，環繞地球赤道一週每1°一個地串聯了360個元件（電池、燈泡和開關），其中電源在90°E，開關在90°W，當我合上開關，燈會怎麼亮？當我斷開開關，燈會怎麼滅？by bionukg

　　答：

　　當我們閉合電路的開關時，空間電荷分佈改變所引起的電磁場變化將會以電磁波的形式向外傳播。所以，在這個環繞地球一週的電路中，一旦開關閉合，首先點亮的是離開關最近的兩個燈泡（即89°W和91°W），其它燈泡依距離從近到遠依次點亮；而開關斷開時，首先熄滅的也是離開關最近的兩個燈泡，其它燈泡依距離從近到遠依次熄滅。

　　by 樂在心中

　　Q.E.R.

　　**Q6****抖動紙會響但抖動布卻不會是為什麼？**by 匿名

　　答：

　　當我們抖動一張片狀材料時，材料會反覆發生形變，如果這種形變是非彈性的，一部分能量就會以聲（分子的集體有序振動）或熱（分子的無序運動）的形式耗散。棉布和紙張的成分雖然都是纖維素，但是兩者的微觀結構大不相同，正是這種微觀結構的不同，決定了兩者能量耗散的主要形式不同。

　　棉布是由纖維編織而成的，微觀看來，雖然纖維細絲互相纏繞，但它們之間依然存在大量的空氣間隙。在抖動布時，分子鏈的振動在空氣間隙上反覆發生反射，被“困”在材料局部而不能傳播，最終幾乎完全轉化為熱的形式。而紙張是纖維素充分粉碎後壓制而成的，分子間的相互作用比較強，微觀看來，紙張內部存在很多纖維素分子整齊排列的區域（晶區）。仔細觀察抖動的紙張可以發現，抖動時很多褶皺在紙張表面形成和移動，在褶皺形成和移動時，晶區分子的鍵聯被破壞，一部分動能轉化為分子鏈有序振動的能量，也即我們聽到的“嘩啦嘩啦”的聲音。

　　by 樂在心中

　　Q.E.R.

　　**Q7****如何在家裏通過實驗證明量子糾纏？**by 匿名

　　答：

　　量子糾纏是物理學最難做實驗的現象之一。如果想要做實驗“證明”它，目前基本都是通過破壞貝爾不等式。因為目前幾乎所有的關于貝爾不等式的驗證都是有漏洞的，所以就算實驗的結果和量子預言的理論完全對上（貝爾不等式不成立），物理學家們也很難完全確信地“證明”它，但是無論如何，實驗的結果都是量子糾纏存在的證據。

　　首先呢，我們需要在家中準備一個糾纏光源，每次可以發射出一對自旋相反方向相反的糾纏光子。然後我們需要在家裏整一個比較大的房間，讓他們飛的足夠遙遠，以排除測量時刻的誤差等干擾。同時還需要讓光路處於真空環境，因為大氣散射會讓光子衰減消失或者退相干（2017年墨子號衞星就是在太空做的這個實驗）。在它們飛的足夠遠之後，就可以測量這一對光子的自旋啦(讓光子通過偏振片然後計數)，計數的結果就構成了貝爾不等式。

　　所以，這個實驗是不可能在家完成的，量子糾纏的實驗證據來自所有相關科學家、工程師的羣策羣力，是人類團結協作探索自然的偉大壯舉。

　　by Luna

　　Q.E.R.