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酸奶为什么会沾在盖上?|No.245

生活 中科院物理所

请问,喝酸奶一共分几步?

答:三步

第一步:撕酸奶盖

第二步:舔酸奶盖

第三步:喝酸奶

舔酸奶盖才是喝酸奶的灵魂!

赞同的小伙伴请把舔酸奶盖打在评论区

那么,这灵魂酸奶盖是怎么形成的呢?

Q1

如果消化吸收代谢某种食物所消耗的能量大于该食物的能量,那么吃这种食物是不是越吃越瘦?有这样的常见食物吗?by 晴天大肉猪

答:

由于人体进食消化吸收食物而消耗热量的过程称为食物热效应,消化吸收某种食物所消耗的热量大于该食物的能力即所谓“负热量食物”,是理论上的减肥绝佳食品,可以达成吃着减肥、越吃越瘦的目标,然而遗憾的是,还没有发现真正的“负热量食物”。倒是有一些食物被作为“负热量食物”来宣传,如常见的各种蔬菜(茄子、芹菜、豆芽),水果(苹果、葡萄、橙子)和果仁类(花生、栗子、松果)等,实际上消化这些食物所需要的热量不超过摄入热量的 30%,长期只食用上述这些食物无法提供足够的生命所必需的蛋白质、脂肪等,会导致营养不良。想要减肥的话,还是要合理搭配饮食结构并适量运动。

参考资料:负热量食物

by yrLewis

Q.E.R.Q2酸奶为什么会沾在盖上?by 匿名答:

酸奶是否会沾在盖上与酸奶的制作工艺以及盖子所用的材料有关。现在市面上的酸奶丰富多样,如果按照加工形式区分,可分为凝固型酸奶搅拌型酸奶两类。凝固型酸奶的质地通常为块状膏状,而搅拌型酸奶的质地则为较稠的液体。一般搅拌型酸奶会更容易形成这样一层奶盖,这是因为在运输过程中难免会有颠簸与晃动,由于搅拌型酸奶具有较强的流动性,所以很容易“飞”到盖子上,又因为制造盖子所用的材料具有亲水性,所以这部分酸奶就一直被留在了盖子上,时间一长,随着水分的蒸发,就形成了质地更加致密的一层奶盖;而凝固型酸奶本身流动性较差,就不易形成(下次去超市一定把两种酸奶买回来对比一下)。如果想让搅拌型酸奶也不形成这样一层奶盖,可以在制造盖子时选用疏水材料,这样就能避免液体沾在盖子表面,从而无法形成奶盖,日本就制造出了这样一款不沾盖的酸奶(见下图)。不过这样一种设计,对于像小编这样的“舔奶盖爱好者”,真的是太反人类了

酸奶为什么会沾在盖上?|No.245

酸奶为什么会沾在盖上?|No.245

图源:日本酸奶为什么不沾盖?

参考资料:

[1] 不舔酸奶盖就吃亏了?喝酸奶的误区你知道多少

[2] 日本酸奶为什么不沾盖?

by Eric

Q.E.R.Q3为什么刚烧开的水在倒水时会出现规律性的抖动?by 王点五答:

通常我们使用茶壶倒水时能够观察到,倒出的水柱形状并不是简单的几何形状,而烧开的高温水倒出茶壶时,水流抖动相比之下更加明显,并且看起来好像有些“规律性”。

解释这个现象,要先从卡门涡街说起,当粘性不可压的定常来流经过某些物体时,物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、并排列成有规则的双列线涡,开始时,这两列线涡分别保持自身的运动前进,接着它们互相干扰,互相吸引,而且干扰越来越大,形成非线性的所谓涡街。而水在流出茶壶嘴之前,会经过一道金属片上有几个大孔的结构,为卡门涡街的形成提供结构基础。

酸奶为什么会沾在盖上?|No.245

图片来源:参考文献1

卡门涡街的形成可用雷诺数Re来描述,当雷诺数较小时,水流在管道中以层流的形式流动;当Re为50~300时,从物体上脱落的涡旋是有周期性规律的;当Re>300时涡旋开始出现随机性脱落;随着Re的继续增大,涡旋脱落的随机性也增大,最后形成了湍流。湍流现象在生活中随处可见,例如蚊香上白色烟会随着上升变成紊乱的“湍流”,水管里流出的水在大流量时为湍流小流量时为层流。湍流也在很多方面有所应用,飞机机翼上的翼刀将流过机翼上方的层流扰乱为湍流,从而解决大倾角爬升时的失速;高尔夫球上的不平整,两边通过的空气更快的形成为湍流,从而减少前后压强差给高尔夫球带来的阻力。“层流虽然美观,但湍流更加常见和具有魅力!”

酸奶为什么会沾在盖上?|No.245

层流和湍流

雷诺数Re由流速u、管道宽度L、粘度v来描述,Re=uL/v。水从茶壶中倒出,刚开始以卡门涡街的形式,水流形状较为规则,随着水流在下落过程中速度增大,会变为湍流。而倒水时茶壶的倾角、高度、水量等与之前相同的情况下,水的粘度随温度的升高而减少。热水的粘度系数更小,更容易在流出壶嘴时形成湍流,看起来水流像在抖动。

也有单孔的茶壶(单孔紫砂壶),在倒水时避免了卡门涡街对水流的扰动,水在倒出时较为平滑。

参考文献:卡门涡街、水的粘度和温度的关系

by jita

Q.E.R.Q4网上买到的自动搅拌杯(不用电),杯底有一个白色小颗粒,倒入开水就会迅速搅拌,水越烫搅拌越快。这是什么原理?by 雨天大肉牛答:

简单来说,这种自动搅拌杯利用了温差生电的原理,利用开水与杯子的温度差产生电流驱动杯子底部的电机转动,杯底的白色小颗粒一般是一个永磁体,电机上也会安装一个永磁体,这样当电机转动时就可以带动杯底的白色小颗粒转动。随着杯中热水与杯子温度差逐渐变小,白色小颗粒的转动速度也会越来越慢,直至停止。

下面主要介绍温差生电的原理,我们首先考虑一个金属导体棒,在一端加热,另一端冷却,那么在热端的电子就会比冷端的电子拥有更多的能量,那么电子就会有一个宏观的从热端到冷端的扩散,从而在导体两端形成电压差。但这种电压往往很小,大部分金属的温差-电压转换系数(Seebeck系数)约为1~10μV/K。因此在实际的应用中往往使用半导体,利用半导体载流子可带正电可带负电的性质,形成下图中所示的通路,这样我们就可以将很多的小的温差电元件串联起来得到较高的电压。

酸奶为什么会沾在盖上?|No.245

图源:温差电元件

酸奶为什么会沾在盖上?|No.245

图源:温差电元件

最后集成起来就长成了这个样子,如果你把自动搅拌壶拆开,在杯底就会发现装了一个这样的半导体温差片,一头接着壶底靠水的那一面,一头接着壶的外底面。

酸奶为什么会沾在盖上?|No.245

图源百度

参考资料:温差电元件、热电效应、自动搅拌杯

by 前进四

Q.E.R.Q5吃辣的能力取决于对痛的感知能力还是抵抗能力?by Revil答:

辣椒对人的刺激主要是通过辣椒中富含的辣椒素(Capsaicin),特异性结合粘膜上的TRP受体(也称辣椒素受体)来实现的。顺带一提,TRP受体不仅在口腔粘膜表达,还在鼻腔、皮肤、肛门处表达,所以……你懂得。

TRP受体家族是广泛分布在细胞质膜表面的一类离子型受体,作为信号的感受器介导着疼痛和温度信号的感知和传递,同时也可以感知包括辣椒素(TRPV1)、四氢大麻酚(TRPV2)、薄荷醇(TRPM8)、芥末油(TRPA1)等植物次生代谢产物。其中TRPV1受体主要负责感受辣椒素,但也可以被芥末油等激活。TRPV1受体参与了温度和疼痛通路,这也是为什么当你摄入辣椒之后会发热流汗并且疼痛的主要原因,并且因为TRPV1受体介导的疼痛通路会促使机体释放内啡肽来镇痛,同时也会带来快感。

吃辣的能力不仅取决于感知能力的下降,也取决于抵抗能力的上升。以鸟类为例,部分鸟类可以大量摄入辣椒而无动于衷(辣椒依赖鸟类传播种子),并不因为它们没有TRPV1的受体(一个常见的谬论),而是它们的TRPV1受体与哺乳动物有差异,对辣椒素并不敏感,这就是感知能力的下降带来的吃辣能力的提升。

而作为哺乳动物的人类,吃辣能力的差异更多的是因为神经水平的习惯化,也就是长期接触辣椒素带来的脱敏作用,这也可以被认为是抵抗能力的一种,所以才会有所谓的吃辣能力的训练和退化之言。

如果吃辣椒吃high了,冷牛奶和10%的糖水是很好的选择。如果是切辣椒带来的皮肤刺激,油性物(比如油性的护手霜或者凡士林)的涂抹是很好的缓解选择。

参考文献(我也想发Nature……):

[1]Michael J. Caterina et al. The capsaicin receptor: a heat-activated ion channel in the pain pathway. Nature, 1997.

[2]Sven-Eric Jordt et al. Mustard oils and cannabinoids excite sensory nerve fibres through the TRP channel ANKTM1. Nature, 2004.

[3]Sven-Eric Jordt et al. Molecular Basis for Species-Specific Sensitivity to "Hot" Chili Peppers. Cell,2002.

by 某大型裸猿

Q.E.R.Q6为什么光学三原色加起来是白,色彩三原色加起来是黑?by 一位爱擡杠的小菜豆答:

在很多场景中我们都会听到“三原色”这样的概念,但不同场景下的“三原色”对应着不同的颜色,且混合后会得到不同的结果。比如“光学三原色”混合后得到的是白色,但“色彩三原色”混合后变成了黑色,这两者的区别对应着两种不同的颜色混合原理。

“光学三原色”混合得到白光是一种加色混合,这是色光的混合。对于外界的光来说,特定波长的光入射到我们的眼睛后,会刺激视网膜上的视锥细胞,这些视锥细胞有三种神经纤维,每种神经纤维兴奋都对应某种“光学三原色”的感知,并在我们的大脑皮层转化为各种颜色。当“光学三原色”对应的红光、绿光和蓝光同时入射到我们的眼中时,会同时引起三种神经纤维的兴奋,三种不同颜色的光谱在我们的视觉器官内部合成白光的感觉,当然这种合成与连续波长的白光不同,属于“同色异谱”

而“色彩三原色”混合得到黑色是一种减色混合,是一种在外界混合后再作用于我们的视觉器官的方式。我们知道各种物体的颜色取决于其反射的颜色,“色彩三原色”的品红、黄、青就是分别反射白光中这三种颜色对应波长的光,吸收白光中其他波段的光,当把这三种颜色对应的颜料混合后,其各自反射的光对于另两种颜料来说是可以被吸收的光,且整体而言,吸收远大于反射,最后进入我们眼中的光就很少了,显得三种颜料混合后得到的就是黑色了。

简单来说,加色混合是把三种光谱相互叠加,混合后得到的光谱也能呈现出白光的感觉,而减色混合是从白光中减去其他颜色,混合后各种颜色对应的光都被“减掉”了,就呈现为黑色。

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图一 “光学三原色”加色混合

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图二 “色彩三原色”减色混合

参考资料:

[1]袁鸿俊.光色混合问题浅谈[J].物理教师,1991(10):40-42.

[2]龚铮如.色彩构成的“互补性”[J].山东纺织工学院学报,1993(04):30-35.

by 懒懒的下午三点半

Q.E.R.Q7高空气象中的“蓝色喷流"形成机理是什么?能人为制造吗?能持续多久?by 匿名答:

蓝色喷流(blue jet)是一种中层大气电现象,其形态为一束蓝紫色的细长光束,从积雨云的顶端向上射入平流层中,其长度可达50千米,持续时间通常小于1秒。

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从国际空间站拍摄到的蓝色喷流现象

尽管蓝色喷流总是与雷电相联系,但其并非由闪电直接触发(与之相对,另一种高层大气电现象:sprites,即红色精灵,被认为由正闪电直接触发)。研究者认为,蓝色喷流是一种电击穿效应。形成雷暴的积雨云,其下部区域带负电,上部区域带正电,这种电荷的分离主要是大气对流时空气中冰晶(或水珠)之间的摩擦引起的。雷暴天气,中层和底层大气间的对流格外强烈,因此云顶的局部区域可能在短时间内积累大量正电荷,产生足够强的电场撕裂空气分子,产生大量离子,从而引发电击穿:大量正离子在电场的驱动下向上运动,与沿途的空气分子碰撞,产生更多的离子,自下而上形成一条导电通路。沿途被激发的空气分子回到基态时,以光子的形式释放出能量,给予了喷流特征性的蓝色光芒(离子运动到喷流末端时已经失去大部分动能,因此发出的光颜色偏红,对应能量更低的激发态)。

那么,能否在实验室中人为制造类似蓝色喷流的现象呢?确实是可以的,早在2010年,MIT的 Elm Williams 教授就通过在稀薄空气两端加以高电压,模拟了很多中高层大气电现象,他的实验装置也因此被称为“sprites in a bottle”。但是,实验室的模拟闪电和大气中真实的蓝色喷流在能量、距离尺度上还相距甚远,想要进一步研究这一神秘而独特的自然现象,还是要依靠实地的观察与测量。

参考文献:

[1] Observation of the onset of a blue jet into the stratosphere, Nature (2021).

[2] results from the Sprites94 aircraft campaign: 2. Blue jets. Geophys. Res. Lett. 22, 1209–1212 (1995).

by 乐在心中

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编辑:他和猫

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