為什麼冬天容易「放電」為什麼暖氣上方會被熏黑？

為什麼暖氣上方的白牆會被熏黑？

暖氣片用久了以後會在牆面上形成一道道痕迹，就像圖中的情況一樣。這是為什麼呢？因為暖氣工作時會在周圍產生熱空氣，熱空氣比冷氣體輕所以就會向上飄，熱空氣上升就會產生低壓區，這需要附近的冷空氣來填充。

這個過程的整體效果是在室內產生了氣流。氣流會帶動室內的灰塵，當灰塵和牆壁碰撞時就有可能吸附在牆壁上形成一道道痕迹。

為什麼冬天更容易起靜電？

這不正是磨擦起電么？還記得剛開始學電學的時候，就學過：「規定絲綢磨擦過的玻璃棒帶的電荷是正電荷，用毛皮磨擦的橡膠棒帶的電荷是負電荷」。

至於電荷的來歷，物質都是由原子組成，而原子內有帶負電的電子和帶正電的原子核。磨擦過程中發生電子轉移，使一物質電子能增多（帶負電）而另一物質電子減少（帶正電）。

當積累的電荷比較多時，突破臨界電壓，就會出現放電現象。人類正是從磨擦起電開始來認識電現象的。即使問題上描述的現象，褲子上帶電，多半也是在穿或者脫的時候，才會看到比較劇烈的放電現象，也正是由於這個時候的磨擦最劇烈。

比較有趣的是摩擦是不分季節的，但為什麼靜電現像在冬天會比較常見呢？主要有兩方面原因。

一是冬天的衣物含有大量化纖成份，這些與毛製品磨擦更易起電。

二是冬天空氣乾燥，而夏天空氣濕潤。而濕潤的全氣會使衣服也相應濕些。濕潤的空氣和衣服利於電荷轉移，電荷積累不到一定的數量電壓不夠，就不會出現放電現象。

如何避免這種頻繁"電擊"呢？起電是阻止不了的，畢竟不能不穿衣服。那麼就要想辦法將電放出去。辦法很簡單，就是時不時的觸摸金屬物質。由於電荷更容易在曲率大的地方匯聚，所以觸摸帶有"尖端"的物體（如鑰匙）效果更佳。

跑步的時候不擺臂會怎樣？

這個問題實際上科學家還沒有完全搞清楚，有些論文發表但是沒有定論。

比較公認的說法是為了平衡腿在前進過程中產生的角動量。什麼是角動量呢，你可以理解為一個讓描述物體保持旋轉的慣性的一個量（就像是動量是描述讓物體保持運動的一個量），比如陀螺，陀螺在旋轉的時候如果沒有外力矩的作用，角動量是不變的。

跑步與走路擺臂的原理類似，這裡以走路為例。人體在前進的時候，地面對人的摩擦力給人體一個力矩，產生一個角動量，這個角動量，所以與陀螺類似，如果沒有外力矩的作用，人體趨向於以這個方式旋轉下去。

(╯』 – 『)╯︵ ┻━┻，這會使人趨向於摔倒，為了不摔倒，人體的上肢會做一個相反的運動來產生相反的角動量來抵消腿部產生的角動量。

另一個角度解釋這個問題是從能量出發。密歇根大學的科學家發了一篇文章描述他們分別比較正常走路、把雙臂綁起來走路、保持雙臂背後走路和順拐情況下人體走路所消耗的能量，發現正常走路消耗的能量最低，比雙臂背後少12%，比順拐少26%！

科學家甚至把雙臂綁起來，這樣走路就減少了擺臂所需要的能量，但是即使如此還是比正常走路要多消耗6%的能量。

原因是因為擺臂減少了腿部推動身體前進所要消耗的能量，當你移動腿的時候，身體也會跟著移動，但是上肢的移動減少了身體移動所需要花費的能量，所以能夠比完全不擺臂消耗更少的能量。

但是這並不意味著你可以用順拐的方式減肥（嚴肅臉 (￣(エ)￣) ），科學家發現不按照正常模式走路可能會對脊柱有害，所以還是乖乖運動吧

為什麼流動的水比靜止的水更難結冰嗎？

流動的水的確比靜止的水更難結冰。

水結冰其實是一種結晶的現象，結晶首先需要有凝結核，然後凝結核不斷長大，最終長成大塊晶體。從這裡可以看出，結晶速率主要受到兩個因素的影響，一個是成核速率，一個是生長速率。

流動的水中，質點不容易聚集，成核困難；其次，受水流作用，水分子在凝結核表面比較難長時間停留，晶體生長速率變緩。以上是從微觀的動力學角度考慮，從宏觀上考慮，流動的水一般都是紊流，不是層流，因此水流下方溫度比較高的水會到表層來，那麼，就需要帶走更多熱量才能讓表層的水結冰，這也會使得流動的水更難結冰。

雷雨天氣撥打手機真的會引起雷擊嗎？

首先解釋一下雷擊的發生原因，雷擊其實是雲地之間放電。強對流天氣下，雲中的小水滴和冰晶摩擦、碰撞，使得雲層頂部帶正電荷，雲層底部帶負電荷，大地表面感應出正電荷，雲層底部和大地構成一個電容器。當空氣被擊穿，雲層底部的負電荷和大地帶的正電荷中和就是雷擊了。

雲地之間放電會找一條最「簡便」的通道，優先通過尖銳（曲率大，電荷密度高）、導電、離雲層近的物體向大地放電，比如避雷針就很是符合這個特點。而手機主要的主要功能是接收和發射電磁波，這個電磁波的強度很弱，不至於電離空氣，招來雷擊；手機表面也不尖銳，也沒人打電話時把手機像火炬一樣高高地舉著。所以雷雨天氣在建築群裡面用手機撥打電話不會引起雷擊，因為高層建築尖銳的部分和避雷針被雷擊的優先順序更高。如果在空曠的地方用手機撥打電話被雷擊了，那不是手機的鍋，是因為相對於平地來說，那兒站個人實在是太突出了。

Ps：雷雨天還是別打電話了，一是雷聲大聽不清，二是你會發現，出現閃電那一會兒，手機信號不好，聽對方的聲音斷斷續續的（親測）。

文章來源於中科院物理所，旨在分享，如有侵權請聯繫刪除。

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