為什麼用嘴吹氣是涼的，哈氣卻是熱的？
這個問題可能是大家小時候就發現了，
吸氣和哈氣本質上都是呼出氣體
為什麼溫度會不同呢？
都是九年義務教育，啊不，都是從一個嘴裡呼出的氣體
為什麼你這麼突出呢？
搭配BGM食用更佳 ╭(｀?′)╯（點擊音頻圖標即可食用）
Samba Para Bean
Desafinado
Coleman Hawkins
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Q
如果僅從底部加熱一缸特別特別深的水，是不是永遠也沒法使它沸騰？
by 一個沒有感情的殺手
A
水是可以導熱的，當從底部加熱時熱量會給上邊傳導，因此上方的水溫度也會上升，此時水的溫度具有一定的梯度，最靠近熱源的地方溫度和熱源相當，隨著遠離熱源溫度逐漸下降，水面的溫度和環境溫度相同。在水從熱源吸收熱量的同時也會將熱量傳遞給外界，水的溫度越高、外界的溫度越低、水和外界的接觸面面積越大，則給外界傳遞熱量的速率就越快。因此如果熱源不是很強的話，水的溫度升高就有一定限度，很難達到沸點，自然就無法沸騰。如果熱源足夠的強，使得熱源給水傳遞熱量的速率比水傳遞給環境的要大，則水就會不斷被加熱。水在沸騰的時候會有大量的氣泡產生，這些氣泡里的氣體並不是因為水的汽化，而是由於溫度升高使得水中溶解的空氣溶解度下降。因此水越深，壓強越大就越難形成氣泡。如果熱源強到可以讓上層的水達到沸點，或是底部高溫的水對流到上層後溫度還在沸點以上，則會產生氣泡，也就能看到沸騰現象了。感興趣的讀者可以了解一下海底熱泉~
ByPatwf
2
Q
為什麼香煙燃燒時所產生的煙先是直的？然後逐漸彎曲，沒風時也是。
by 樊文涵
A
流體的運動是十分複雜的，可以用納維-斯托克斯方程來描述。但問題在於，納維-斯托克斯方程解的存在性與光滑性至今還沒有得到證明，納維-斯托克斯方程的求解是7個千禧年大獎難題之一！
納維-斯托克斯方程中描述流體的受力項可以分為兩部分，一部分是粘滯力，一部分是慣性力，這兩部分力的相對大小可以用雷諾數來描述。在炊煙裊裊升起的這一過程中，雷諾數較大，慣性力對煙的影響大於粘滯力，煙較不穩定，流速的微小變化容易發展、增強，形成紊亂、不規則的湍流。風是強度大到人能夠感受到的空氣流動，事實上空氣總存在流動，因此煙會受到各種擾動，產生各種湍流。煙一開始是從一個源發出的，其密度大，運動具有規律，此時看起來和豎直上升很像。隨著時間的推移，外界不斷擾動，湍流會不斷形成、改變煙霧直線的軌跡，煙也會逐漸擴散開，看起來就更彎曲了。
ByPatwf
3
Q
為什麼用嘴吹氣是涼的，用嘴哈氣就是熱的？
by 匿名
A
我們所吹出的氣是從肺部出來的，並且這些氣體有一部分是在體內經歷過體循環與肺循環的，因此氣體的溫度和體溫相當，這就是哈出來的氣覺得熱的原因。當我們哈氣的時候，嘴張的比較大，吹氣的時候嘴張開的小。肺部給外呼氣的速率幾乎是不變的，即流量不變，因此吹氣時氣流的速率比哈氣時要大。氣體之間也存在摩擦力，吹出的氣體會夾帶周圍溫度較低的空氣一起運動。吹氣時吹出的氣柱細、速率大，因此夾帶的冷空氣多，到達人的皮膚時冷空氣占的比例大，並且這些流速快的氣體可以加速汗的蒸發，因此覺得涼爽。而哈出來的氣體氣柱粗、速率小，夾帶的冷空氣少，到達人皮膚上時幾乎都是哈出的熱氣，不僅氣體的溫度高，且對於汗的蒸發作用很小，因此就覺得是熱的。
可以做這麼一個小實驗，當把手放在嘴邊時對著手吹氣，此時氣體是熱的，這是因為距離太短，還沒有夾帶多少冷空氣。或者也可以用吸管吹氣，即使吹得很快，但是傳出的空氣溫度依然與哈氣的溫度相仿。
ByPatwf
4
Q
為什麼單手凌空拍蚊子，蚊子毫髮無損？
by 三戒 來自知乎
A
讓我們由簡到繁來分析這個問題，首先引入兩個大家都很熟悉且喜歡的模型——真空中的球形剛體蚊子以及真空中的剛體手。假設手的質量為m1，蚊子的質量為m2
此時用單手去拍蚊子相當於是一次完全彈性碰撞，假設手的初速度為v
那麼便有：
手的質量比蚊子的質量要大的多，因此碰撞的結果是手的速度幾乎不變，而蚊子的速度為手的速度的兩倍。在這一過程中，如果在碰撞的一瞬間沒有對蚊子造成傷害，那麼後續手就不會再碰觸到蚊子了。
回到現實，首先手和蚊子並不是剛體，具有彈性，在由完全彈性碰撞到完全非彈性碰撞過渡中，蚊子被擊中的速度會逐漸降低，最終是和手的速度相同。所以，單手想要傷害蚊子，必然只能發生在碰撞的時候。蚊子雖然很輕，但並不代表它很脆弱，事實上蚊子的軀體還是很強勁的，對微小的昆蟲來說，承受自身重量幾百倍的物體並不是什麼難事。在手還沒接觸到蚊子之前，手所扇動的風已經對它產生影響了，蚊子會進行調整以應對風，這對於它來說是求生的本能，自然界中刮的風比手扇的風要強，但是蚊子還是活的好好的。而當手真的接觸到蚊子時，蚊子的速度已經和手差不多了，我們柔軟的手自然就對它造不成傷害了，因此單手凌空拍蚊子，蚊子幾乎是毫髮無損的。
用到雙手的時候情況就不一樣了，此時傷害的機理髮生了變化，我想起了三個字來形象的描述這一過程——肉夾饃。
ByPatwf
5
Q
一直搞不懂為什麼向兩邊拉彈簧測力計只顯示一邊的力的大小。為什麼不是兩邊力的和？
by匿名
A
首先介紹一下彈簧測力計是怎麼工作的，人們發現外界施加的力和彈簧伸長量成正比F=kx，其中F是力，k是勁度係數，x是伸長量。如果把力對應的伸長量標記在彈簧測力計上，那麼只要我們看到了伸長量就直接知道了測量的力的大小，這樣我們不需要再通過公式進行計算，測量會變得非常方便。當然，每個伸長長度處標記的數字大小可以是任意的，你也可以把它標記成兩端受力的代數和，但是我們一般只關注一端受力的大小，這樣做實在是畫蛇添足。
各位讀者可能有疑問，似乎先知道力的大小才能標記測力計的示數，但是沒有彈簧測力計怎麼來定義力的大小呢？其實，力的精確定義不是通過彈簧測力計實現的，有興趣的讀者可以參考問答第116期第七題。牛頓第二定律為什麼不是F = ma^2？| No.116
ByNothing
6
Q
在薛定諤的貓實驗中，既然在打開箱子之前不知道粒子是什麼樣的，為什麼不搞個大的箱子，讓人進去觀察或是搞些什麼儀器？
by 學生
A
箱子只是一個簡單的例子，人看不到裡邊，想看到裡邊就得打開它。在這個問題里，箱子存在的意義是設置一個障礙，只有越過這個障礙，採取什麼方法探測，才能夠得到實驗結果。但並不是因為箱子的存在使得我們不知道粒子具體處於什麼狀態，而是處於疊加態的微觀粒子本就具有不確定性，對它進行探測所得到的結果都只能給出一定概率。疊加態坍塌到某一個本徵態上的關鍵是探測，而不在於探測的方法，如果換個大箱子，讓人進去，實際上還是在進行探測，另一方面，人不藉助什麼儀器，靠自身的感覺是無法對微觀粒子進行探測的……
ByPatwf
7
Q
一段導線的電阻為R，那麼在磁場中（比如電動機），還滿足U=IR嗎？我從做功的角度思考，覺得不滿足，該怎麼理解這個問題。
by 不希望顯示微信昵稱
A
確實不滿足，而且確實可以從做功的角度得到這樣的結論。在這裡，我們構造一個直觀的圖像：電子在導體中運動，勢必會受到導體的原子實的阻力，電阻R可以當作阻力大小的衡量標準，電阻越大電子受阻力越大，定向移動的速度越小，電流就越小，定量關係就是歐姆定律。
在電動機中，電動機對外做功，所以電動機會對電子施加一個做負功的力從電子中獲取能量。現在，電子除了受到原子實的阻撓還要克服額外的阻力，所以總阻力增加了，定向移動的速度一定小於電阻單獨存在的情形，因此，U=IR不再成立。
除了電路還存在磁路，磁路一般存在於永磁體、鐵磁性材料和電磁鐵中，磁路中也存在歐姆定律：
Φ是磁通，F是磁動勢，Rm是磁阻。
ByNothing
8
Q
為什麼動量定理是由牛頓定律推出的，可牛頓定律不適用於高速微觀的問題，而動量定理卻適合？
By 宜中學劉**
A
先介紹一下牛頓運動定律在高速和微觀世界中的情況：
在低速情況下，
其中質量m是一個常數，很容易得到動量定理：,但是在高速狀態下，質量m和速度大小有關。
如果繼續使用F=ma的定義，那麼
動量定理也不再成立。不過，如果我們定義
動量定理重新成立。而且可以發現，這個定義在低速情況下自然變成了我們之前對於力的定義，因為
在微觀問題中，牛頓運動定律不再適用，取而代之的是量子力學。量子力學中已經沒有速度這個量，而是只有動量、位置等力學量，力的概念也被相互作用取代。在量子力學中一般不會提到動量定理（沒有力怎麼表示動量定理，如果你說Ehrenfest定理那你是在抬杠。），我們更關注的是動量守恆：滿足空間平移對稱性的體系動量守恆，這由諾特定理保證（宏觀系統中也一樣）。
下面正面回答問題：
其實，在宏觀世界裡，牛頓第二三定律和動量守恆可以相互推導（參見問答第116期第七題牛頓第二定律為什麼不是F = ma^2？| No.116），但誰更基本還要交給自然界來判斷，事實證明動量守恆的普適性更強。在歷史上/現在，受限於歷史沿襲、觀念和實驗手段等，物理學家不一定能在一開始就能分辨出哪些規律才是真正基本的。所以，之前將牛頓運動定律而不是動量守恆當作最基本的規律並不稀奇。但是，即便牛頓運動定律有諸多不適用的情形，也絲毫不影響它的萬丈光芒。
ByNothing
本期答題團隊：
物理所Nothing、Patwf
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編輯：望江樓
