中二所竟已掌握了风系魔法？！ | 正经玩

Original 阿樂&小帕&iu 中科院物理所 2023-07-28

收录于合集 #正经玩 348个

烟，

风吹向哪边就飘向哪边，

但是在没风的时候，

居然会自己选择“凉快”的方向。

这种“聪明”的烟是怎么一回事呢？

下面就跟着小编一起来看一下吧。

实验器材

一张纸，三个杯子

实验过程

第一步：

怎么方便地产生烟呢？这就用到了我们的老办法，把准备好的纸卷起来，这就是一个简单的定向烟雾发生器。

第二步：

将三个杯子如同图片中一样叠罗汉叠起来，将卷好的纸插在最上面的杯子上，下面左边的杯子中装热水，右边的杯子装冷水。

第三步：

从露出的一端点燃纸，可以看到卷纸的另一端开始源源不断地产生烟雾，并且烟雾全部飘到了右边，从装冷水的杯子中飘了出来。

第四步：

再将左边杯子中的水换成冷水，烟雾不再左右飘动，而是几乎垂直地落向两个杯子中央。

原理解说

首先对于流体的流动状态有三种模式：流体分层流动，互不混合，称为层流；流体的流线开始出现波浪状的摆动，摆动的频率及振幅随流速的增加而增加，此种流况称为过渡流；流线不再清楚可辨，流场中有许多小漩涡，称为湍流。烟雾从上面杯子底部向下沉降时满足层流产生的必要条件（雷诺数Re=ρVL/μ较小，即流体密度ρ、特征速度V和物体特征长度L很小，或流体粘度μ很大的情况）。等下？为什么烟雾会向下沉降？点击这里，来复习一下吧。

再来分析三个杯子里面的物理情况，对于冷水（右）来说，它会吸收热量从而使空气温度降低体积“收缩”形成“拉力”，而对于热水（左）来说它会发出热量使温度升高体积“碰撞”形成“推力”，所以形成了一个从热水杯子到冷水杯子的通道。而两个杯子除了与上方的杯子连通外也和大气相连，那么就可以从左边杯子大气中补充空气然后从右边杯子排出，这样就形成了一个完整的循环。向下沉降的烟雾也很聪明，看到这样的循环当然也要遵循规则啦，那就飘到冷水杯里吧！

上期回顾

No.333 中科院物理所教你学会掌控“雷电之力” | 正经玩

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