中二所竟已掌握了風系魔法?! | 正經(jīng)玩

煙,
風吹向哪邊就飄向哪邊,
但是在沒風的時候,
居然會自己選擇“涼快”的方向。
這種“聰明”的煙是怎么一回事呢?
下面就跟著小編一起來看一下吧。

實驗器材
一張紙,三個杯子


實驗過程
第一步:怎么方便地產(chǎn)生煙呢?這就用到了我們的老辦法,把準備好的紙卷起來,這就是一個簡單的定向煙霧發(fā)生器。

第二步:將三個杯子如同圖片中一樣疊羅漢疊起來,將卷好的紙插在最上面的杯子上,下面左邊的杯子中裝熱水,右邊的杯子裝冷水。

第三步:從露出的一端點燃紙,可以看到卷紙的另一端開始源源不斷地產(chǎn)生煙霧,并且煙霧全部飄到了右邊,從裝冷水的杯子中飄了出來。

第四步:再將左邊杯子中的水換成冷水,煙霧不再左右飄動,而是幾乎垂直地落向兩個杯子中央。


原理解說
首先對于流體的流動狀態(tài)有三種模式:流體分層流動,互不混合,稱為層流;流體的流線開始出現(xiàn)波浪狀的擺動,擺動的頻率及振幅隨流速的增加而增加,此種流況稱為過渡流;流線不再清楚可辨,流場中有許多小漩渦,稱為湍流。煙霧從上面杯子底部向下沉降時滿足層流產(chǎn)生的必要條件(雷諾數(shù)Re=ρVL/μ較小,即流體密度ρ、特征速度V和物體特征長度L很小,或流體粘度μ很大的情況)。等下?為什么煙霧會向下沉降?點擊這里,來復習一下吧。
再來分析三個杯子里面的物理情況,對于冷水(右)來說,它會吸收熱量從而使空氣溫度降低體積“收縮”形成“拉力”,而對于熱水(左)來說它會發(fā)出熱量使溫度升高體積“碰撞”形成“推力”,所以形成了一個從熱水杯子到冷水杯子的通道。而兩個杯子除了與上方的杯子連通外也和大氣相連,那么就可以從左邊杯子大氣中補充空氣然后從右邊杯子排出,這樣就形成了一個完整的循環(huán)。向下沉降的煙霧也很聰明,看到這樣的循環(huán)當然也要遵循規(guī)則啦,那就飄到冷水杯里吧!

編輯:Paarthurnax