科學真實嗎（科學回答是真的嗎）

2023-05-30 19:01:23 2

一個是硫酸，一個是可樂

都是pH=2.7

但一個是危險的化學藥品

一個是常見的肥宅快樂水

明明大家的pH值都一樣

為什麼待遇差別這麼大

硫酸：氣抖冷，我什麼時候才能站起來

為什麼綠豆湯放久了會變紅，成了紅豆湯？

by 匿名

答：

綠豆湯的顏色，不是因為綠豆的品質有問題，也不是因為綠豆煮著煮著悄咪咪的變成了紅豆，而是取決於其中的一種多酚類物質。這種物質，非常的調皮，它很容易在外界條件影響下，發生氧化、聚合等反應。而影響它的一個最主要的外界條件，就是水。如果水質呈酸性，那煮出來發概率是綠的；如果水質是鹼性，多酚物質和其中的鹼性離子發生反應，就會變紅。可以簡單的記為：酸綠鹼紅。此外，有研究表明，氧氣也是促進多酚物質反應的條件之一，所以也會有人發現，開蓋煮、煮的太久，或者煮完晾涼，湯也會變紅。

by 懶懶的下午三點半

Q.E.R.

Q2

為什麼pH2.7的硫酸不能喝，pH2.7的可樂就可以喝？

by 匿名

答：

必須強調，任何實驗試劑都不能食用，接觸和使用都要佩戴好手套等防護器械，實驗區域也禁止飲食，接下來的討論也都只是假想。理論上，pH2.7的硫酸少量攝入是沒有生命威脅的，但是僅僅只是假設，通常實驗試劑中的雜質是非常多並且危險的，所以永遠不要嘗試。因為pH2.7的硫酸濃度已經很低了，大概只有0.005mol/L（化學實驗常用的0.5M稀硫酸濃度通常是0.5mol/L），如此低濃度的硫酸對於機體，氫離子不再是威脅，反倒是硫酸根的大量攝入有可能會誘發劇烈腹瀉（食品級的硫酸鈉結晶是瀉藥），但是不要去嘗試，不要拿自己和他人的生命健康開玩笑。可樂的酸性主要來自於溶解的二氧化碳和磷酸，這兩種物質並不具有強烈的腐蝕性，唯一的危害不過就是讓你的牙齒更加脆弱（珍惜健康，少喝可樂）。

從稀硫酸拓展到濃硫酸，濃硫酸的危險性是非常巨大的，永遠不要去嘗試。

回顧一下高中化學中濃硫酸的性質：酸性、氧化性、脫水性。濃硫酸的氧化性意味著強烈的奪電子能力，可以直接在金屬表面形成氧化膜，有機物大量的還原性的羥基在濃硫酸面前必須要低頭。而濃硫酸的脫水性則更是可以直接將有機物中的H、O以水分子形式奪去，參考經典的濃硫酸和蔗糖的反應，沒有任何生物體能在這種環境下安然無恙。

濃硫酸與蔗糖的「黑麵包」反應

至於酸性，對於我們哺乳動物來說，是唯一可以有所抵抗的，但是僅限於偏酸的食品和飲品，濃硫酸濃鹽酸等強酸已經不再是我們所能承受的了。我們的消化道表面有一層由細胞分泌的黏膜，這層黏膜可以保護我們的消化道表面的上皮細胞免受酸性或鹼性物質的腐蝕。此外，上皮細胞本身就屬於極為結實抗造的細胞類群，進一步擴大了我們對不同酸鹼性食物的耐受性。不僅如此，我們的胃中還充盈著胃酸，一個主要由鹽酸和蛋白酶組成的pH值低至1.5~3.5的液體(想不到吧，我們自己胃也會分泌鹽酸，H 主要來源於壁細胞（parital cells）），pH2.7的可樂等酸性飲料食物在胃酸面前不過是小巫見大巫，在經過胃消化之後，與胃酸一道進入十二指腸，在這裡與腸道分泌的碳酸氫鈉相中和，成為相對鹼性的混合物並最終被吸收或排出體外。

胃酸分泌示意圖

一言以概，沒有腐蝕性，酸性不太強的食品級液體，比如pH在2左右的可樂和橙汁，我們身體都是可以接受的，但是不要嘗試任何實驗試劑，即使是pH7的中性物質。

by 某大型裸猿

Q.E.R.

Q3

保鮮膜粘住碗的原理是什麼？

by Sing

答：

保鮮膜又叫自黏膜或者食品薄膜，它之所以能夠緊貼在光滑表面上，是因為在把它從捲軸上揭下來時它上面帶上了電荷。保鮮膜能夠緊貼在絕緣物體上，道理與一張不帶電荷的紙片能夠貼附在計算機或電視機的顯示屏玻璃表面上的道理是一樣的。因為保鮮膜和它所貼附的物體兩者之間具有一定的電勢差。只有在被貼附的物體是絕緣體的場合才可能有這種電勢差。如果被貼附的物體是金屬，保鮮膜上的電荷會立即消散在整個金屬物體上，就不會有這種效應。

by 懶懶的下午三點半

Q.E.R.

Q4

為什麼六氟化鈾相對分子質量那麼大而沸點那麼低？

by 匿名

答：

首先共價化合物六氟化鈾是一個八面體結構，六個氟原子在以鈾原子為中心的八面體的六個角上，這種高度對稱的結構導致其為非極性分子。分子的熔沸點主要是看分子間作用力和氫鍵。而分子間作用力主要包括取向力，誘導力，色散力。而非極性分子僅有色散力，這就比大部分極性分子甚至是有氫鍵的體系熔沸點低了。對於同一系列的六氟化物XF6，我們只要對比其X-F的化學鍵強弱，就可以知道其熔沸點高低了。當然我們也可以從外層的d軌道的擴散程度來判斷鍵能的大小。

by Aaron Chen

Q.E.R.

Q5

為什麼核爆炸一定會產生蘑菇狀的雲？

by 匿名

答：

嚴謹一點地說，不是所有核彈爆炸都會產生蘑菇雲，反例比如地下的核爆。現在我們考慮最容易產生蘑菇雲的情況——近地表核爆。

在地面上的一顆核彈爆炸後，極短的時間內釋放出了巨大的能量，將周圍的空氣等物質迅速加熱。空氣受熱膨脹，密度減小，而核爆上方很高的地方，空氣還沒有被加熱，密度大，於是出現密度大的空氣蓋在密度小的空氣上方的現象。這種現象自然是不穩定的，就像在油表面蓋了一層水一樣，於是兩層流體便會相互運動，這種現象叫做瑞利-泰勒不穩定性。密度小的熱空氣穿過密度大的冷空氣上升，那麼熱空氣跑了，留下的位置怎麼辦？四周的冷空氣便會裹挾著爆炸的碎屑湧過來「佔位」，熱空氣繼續上升，冷空氣繼續跟隨，這便是蘑菇雲「長高」的過程。熱空氣在爬升過程中會逐漸冷卻，因此蘑菇雲不會一直「長高」。

圖源網絡

那麼蘑菇的傘蓋是怎麼來的呢？熱空氣頂著冷空氣上升，自然會遇到冷空氣的阻力，想像一下，用手輕壓圓柱狀的橡皮泥，橡皮泥的頂部是不是會被展開壓平呢？

此外，也不僅僅只有核爆會產生蘑菇雲，很多當量足夠大的爆炸都有可能產生蘑菇雲，例如常規裝藥的「炸彈之母」也可以產生蘑菇雲。

by 金魚J

Q.E.R.

Q6

能不能用人工改變氣象條件的方式阻攔飛彈？

by しらない

答：

這個設想很有潛力。對於一些特定的飛彈而言，此類阻攔幹擾手段已應用到戰場。

氣象武器通俗說就是「呼風喚雨」

二戰之後，美國軍方曾提出「氣象控制比原子彈更重要」，成立了麥金萊氣候實驗室，並且秘密立項數十個氣象研究。美國空軍、海軍和國防部高級研究計劃局還共同開展了「高頻主動極光研究項目」（HAARP）。

HAARP是旨在研究太空電離層、發展新型武器和技術的一個研究計劃。它是由美國參議院 批准的，投資3000萬美元，由美國空軍和海軍在阿拉斯加州聯合建造和共同管理，可以發射1700兆瓦能量。美國行政當局一再申明，HAARP完全是一個研究電離層和空間天氣的科學計劃。但是，美國科學家和媒體根據HAARP計劃開展的實驗內 容及其具備的能力，一致認為，這是一個龐大的軍事工程計劃。一時在美國乃至世界引起譁然，成了地球物理學家、軍事學家和政治家們議論與關注的焦點。HAARP 是High frequency Active Auroral Research Program，即「高頻活動極光研究計劃」的英文縮寫，是美國一項對外宣稱為「氣象研究項目」的秘密計劃，因其內容神秘、保密嚴格而不為外界所知。直到1998年才有零星消息透露給外界。經過綜合分析幾年來各方面的情況可以得出這樣的結論：HAARP是美國戰略防禦計劃局、海軍、空軍等部門與美國國家科研機構及有關大學聯合開展的一項具有重大戰略意義的綜合軍事研發項目。

HAARP系統綽號「大爆炸」，位於美國阿拉斯加州東部的加康。從外觀看，它是由許多奇特的高塔和天線杆排列組成的無線電發射天線群。系統基本工作原理是：通過極光電子發射裝置，向環繞地球的大氣層發射超能高頻電波，所發射的電粒子經過電離層的反射形成新的電磁場。但是，由於該系統所發射的高頻波強度太大，就可能使電離層外移並且被加熱，甚至撕裂電離層。有的專家認為，這種「前所未有的高頻波所產生的效果難以預料」。全球各界許多人士已從不同角度對HAARP系統的這種工作原理和電磁效果提出了質疑。

HAARP的主體設施是一組十幾米高的相控陣天線，其通過向地球大氣層發射大功率高頻電磁波，試圖引起氣候異變，最終誘發暴雨、洪災、颶風等氣象災害，其負責人在對五角大樓的報告中提到：」它能改變特定區域的氣象，使敵人面臨極其惡劣的氣象條件，甚至可以使敵人無法採取任何反擊行動！」[1][2]有觀點認為，其原理在於利用HAARP定向改造地球電離層，進一步期待在北極上空燒毀來襲洲際飛彈的電子制導系統，以此達到攔截目的，也有觀點認為，該設想過於天馬行空[3]。而且，該項目確實通過發射高能無線電波，成功在電離層中製造出了極光，論文發表在了Nautre上。[4]

當然了，氣象武器不僅僅有極光之類炫酷的形式，灰濛濛的霧霾也是天氣現象嘛~

局座：霧霾防雷射[5]

雷射在傳播過程中，會被霧霾中的顆粒物吸收和散射，從而導致雷射的衰減，影響雷射制導的精度，對於雷射制導飛彈來說，霧霾防飛彈可不是說著玩的哦~在海灣戰爭期間，薩達姆就曾經點燃油井製造濃煙濃霧來幹擾美軍的雷射制導武器。

下面是我國的火箭發煙車，相當於人工製造霧霾，濃煙之下，首先肉眼視力受影響，而且可以影響雷射制導飛彈。（這裡的雷射制導武器指純雷射制導，不包括使用了雷射制導、衛星制導等的聯合制導武器）

信息來源：

[1] 《警惕氣象武器發展》中國軍網（中央軍委批准 中國人民解放軍唯一新聞門戶網站）

[2] 《美國HAARP氣象武器將使地球面臨毀滅危險》央視網新聞頻道

[3] Nature.Vol 452. 24 April 2008

[4] Nature. 433，498-500（2005）

[5] CCTV4，《海峽兩岸》

by 金魚J

Q.E.R.

Q7

如果摩擦力和接觸面積無關，那為什麼繩子在棍子上多纏幾圈就會變得比只纏一圈更緊呢？by 巧克力

答：

拉纏繞在柱子上的繩子的過程可以看成是由很多個繩子的微元逐級傳導力的過程——對於每個微元，它感受到來自被拉一端的力並拉動下一段微元。由於柱面是彎曲的，通過對微元進行靜力學分析可以看到，由於摩擦力的存在，每一個微元傳遞給下一段微元的力都比自身感受到的拉力小，具體的公式推導給出了指數衰減的關係。因此繩子纏的圈數越多越難拉是由於系統傳動效率變低導致的。這個現象實際上很早就被人們觀察到——將繩子在柱子上纏幾圈就可以拴住大船——並最早被歐拉解釋。

詳細推導看這裡↓

建立如圖所示的坐標系（注意：張力與軸的夾角為）

對於每個相對圓心張開角度的微元，它在法向和切向都是受力平衡的，由此給出下式子:

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