你知道嗎,這麼多年,咱們吹風扇的方式可能是錯的!
很多人會将電風扇直接對着人吹,認為這樣吹最涼快。
然而最近一位外國的物理老師巧妙地利用了伯努利定律,讓自己的房間更加涼爽。
這個方法就是,讓電風扇對着打開的窗口吹。
我們吹電風扇的方式很有可能是錯的
不少人疑惑這是什麼騷操作?
風扇不對着人吹對着窗戶吹?
或許,這就是物理的魅力,它總會颠覆一些生活常識。
伯努利式吹電扇
伯努利定律與生活伯努利定律是丹尼爾·伯努利提出來的,在科學史上,伯努利并不是一個人,而是一個家族,前前後後一共誕生了8位科學家,号稱最強家族。
伯努利定律隻是他們家族的成就之一。
伯努利定律簡單概括起來就是:在氣體或者液體中,流速快的地方壓強小,流速慢的地方,壓強反而大。
伯努利家族
這個定律用實驗很容易複刻,比如将乒乓球靠近正在流動的水龍頭,那麼乒乓球就會靠近水柱。
鳥類的翅膀仔細看的話并不是平整的,它的鳥翼上方幅度比鳥翼下方大。
這些都是自然界伯努利定律的體現。
那麼我們生活中哪些地方會用到這個定律呢?
火車站的站台上有一根黃色或者白色的線,候車的時候不能超過。
站台的黃色警戒線
這條線被叫做“安全線”,裡面就涉及到伯努利定律。
火車的速度非常快,這會導緻它和人之間的氣流速度變大,這樣在人的身體兩側形成一個氣壓差。
面朝火車的一面氣壓小,背對着火車的一面氣壓大,如果火車速度足夠快,那麼人就會被壓向火車,卷入車輪之下。
還有我們使用的噴霧劑,很多人不理解那個噴嘴到底是如何工作的,其實就是利用的伯努利定律。
請站在白線後面候車
壓縮空氣讓它從小孔中灌入,一瞬間小孔包括連接它的管子内部空氣流速加快。
瓶身内部以及液體的流速并沒有發生巨大改變,因此,它們的壓強要大于管子内部,于是氣壓差将液體壓入了管子并輸送到噴嘴口。
在氣流的沖擊下,液體被撞成無數個小液滴,形成霧狀。
當然,還有世界第一運動足球,裡面精彩絕倫的香蕉球也是球員利用伯努利定律。
以及我們坐飛機,機翼的升降也涉及到伯努利定律。
那麼,所謂的對着窗戶吹風扇到底是怎麼一回事兒呢?它又是哪裡利用了伯努利定律?
噴散噴霧
伯努利的風扇丹尼爾·伯努利是在1726年提出的這個現象,當時電還沒有問世,風扇還是手動擋的。
可能他自己都沒有想到,大約300年後,人們會用他提出的定律吹他不曾享用過的風扇。
事情起源于一位國外的物理老師上網課,做了一個物理實驗,吹一個長長的塑料袋,就是看比賽大家拿在手上給運動員加油的那種棒棒。
老師一開始嘴貼着塑料袋吹,吹得都快背過氣了,袋子才被吹起來一點點。
丹尼爾·伯努利(左)和歐拉(右)
這時老師改變了方法,将嘴巴離開塑料袋,隔着一段距離對着它吹起。
這讓他的學生很不理解,剛才對着嘴吹得這麼費勁,現在還隔這麼遠,老師這是嫌命長,使勁折騰自己?
沒想到,老師換了方法後,僅僅使用吹灰之力,就将整個塑料棒灌滿了空氣。
老實說,這就是伯努利定律的魅力,我們吹風扇也可以這樣,學生們稱其為“伯努利式吹風扇”。
不少人在觀看了這位老師的網課後,紛紛表示,這麼多年,我的風扇都白扇了!
伯努利定律及其公式
這個所謂的伯努利式吹風扇,首先得把窗戶打開,然後用電風扇對着窗外吹風,沒過多久,整個房間就涼快下來了。
這是因為,房間内的空氣在風扇的攪動下流速加快,而房間外的空氣流速沒有内部快,這就導緻房間内外出現了壓強差。
外部的氣壓更大,内部氣壓更小,相當于房間把外界的涼空氣給“吸”進了内部,瞬間讓房間内的空氣變得涼快。
直接吹風扇不一定就是最涼快的
并且,這個風扇與窗戶的距離會影響到降溫的多少,為此有人還專門做過實驗,最後得出結論:電風扇靠近窗戶0.5-2.1米效果更好。
那麼有人會問,為何直接用風扇吹會沒有這個辦法涼快?
這個就得涉及到風扇的工作原理,風扇的制冷是加快人體身邊的空氣流動,讓汗液蒸發量增加,帶走人體身上的熱量。
可是,人出汗散發的熱還在房間内,它會通過空氣接觸再返回人體,本質上,僅用風扇對着人吹,無法降低房間内的溫度。
單純扇風扇不能讓房間降溫
這和空調不一樣,空調是先把氣态氟利昂壓縮液化,讓其通過冷凝器,在這之中它又重新汽化,吸收空氣中大量的熱,讓吹出來的風是冷風。
所以,空調是可以改變房間溫度的。
不過這個伯努利風扇也有一定的局限性,那就僅适用于房間外溫度比房間内低的時候,不然的話,就是熱空氣被“吸”進來,越吹越熱。
這個原理還可以被用于火災現場救援,排出房間内的濃煙。
空調制冷原理
很多人以為,房間内有濃煙,用風扇朝着房間外面吹,這樣才能把濃煙排出去,事實恰好相反!
應該用排風扇放在距離門口一段距離的地方,對着房間内部吹風。
有人會認為這是在扯淡,對着門口吹,難道不會把煙霧堵在門口嗎?
實際上,這個時候因為門外的空氣流速快,導緻氣壓低,房間内的空氣流速慢,氣壓更大,屋内的煙會被“吐”出來。
一段時間後,這些濃煙就被“吐”得差不多了,消防員才能進去救援。
房屋内的濃煙
經驗物理與實際物理這次的伯努利風扇充分說明了一個道理,那就是我們認為的一些生活常識,其實并不是正确的,相反還與真正的物理知識相悖。
這不禁讓人想起了古希臘的經驗物理,與伽利略、牛頓的經典物理之間劇烈的碰撞。
亞裡士多德被稱為古希臘時期最偉大的物理學家,然而回過頭去看亞裡士多德的學說,很多都是錯誤的。
亞裡士多德
比如他曾說重的物體下落的速度更快,結果伽利略的比薩斜塔實驗證明物理自由落體的速度和物體的質量沒有關系。
之後阿波羅号的宇航員在月球上做過同樣的實驗,結果與伽利略一緻。
物體的自由落體的速度隻與重力加速度有關,同一個地方的不同物體,重力加速度是一樣的,不存在誰重誰更快。
伽利略和比薩斜塔實驗
再比如亞裡士多德認為物體的運動需要力維持,沒有力物體就不會運動。
但是牛頓第一定律表示,如果一個物體失去了力,那麼它會維持迅速直線運動或者靜止。
這一點在我們的航天上就有所展現,當旅行者1号探測器耗盡電量後,它将沿着當前的路線繼續前進,除非被撞擊改變了運動狀态。
這還是經典物理,也就是我們所說的宏觀物理,如果細化到量子物理,那麼更是直接挑戰人類的認知。
偉大的物理學家牛頓
哥本哈根學派的物理學家玻爾曾說過,如果一個人在聽聞了量子物理後沒有生氣,那麼他多半沒有聽懂。
也正是因為這樣的“知識沖撞”,讓物理學的曆史橫跨了人類2000多年的時間,曆經了多次變革。
最終讓物理從哲學中劃分出來,經曆了千年的經驗物理,步入跨時代的經典物理,再到最後的量子物理,誕生了伽利略、牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦、普朗克等一代又一代偉大的物理學家們。
偉大的物理學家們
當然,還有伯努利這個大家族的貢獻。
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