窗外的麻雀 在电线杆上多嘴 它们说这一句 雨水从电线上滴下来的瞬间还会带电吗?

　　问答导航 1.风的产生是因为气压差，那么扇扇子是在哪产生高压哪产生低压，风扇呢? 2.日晕是怎么形成的? 3.一瓶摇匀的盐水、糖水，静置一段时间后，表层的浓度和底层的浓度还一样吗? 4.那些往天上飞的气球、孔明灯，最后会怎么样? 5.电线上的雨水从电线上滴下来的瞬间还会带电吗? 6.为什么激烈运动后，肌肉会非常酸痛？其中的原理是什么？如何科学缓解肌肉的酸痛? 7.我想问一下把风油精倒过来，为什么里面的液体不会滴下来? 8.巧克力表面出现白色的像霜一样的东西是什么？还能吃吗? 9.x、y染色体形状不同，而同个物种染色体形状数目都相同，所以两性是否是不同物种? 10.地球围着太阳转，是顺时针转还是逆时针转?Q1 风的产生是因为气压差，那么扇扇子是在哪产生高压哪产生低压，风扇呢?

　　答： 扇动扇子时是在挤压周围的空气。体积的改变和气压的改变可以通过理想气体方程来联系：pV=nRT，其中n、R、T分别为气体的物质的量、摩尔气体常数、温度，那么可以看到同量气体温度不变时，体积越小压强越大，所以被扇子挤压的空气和周围的空气就形成气压差了。风扇无非是用其曲面形状的扇叶来把空气“兜起来”，本质同样是挤压空气。 by skylinezz52 Q.E.D.Q2 日晕是怎么形成的?

　　答： 作为一种常见的大气光学现象，它的形成与高云有关。高云一般由微小的冰晶组成，这些冰晶相当于三棱镜，当太阳光通过高云中蕴含的冰晶时，经过两次折射、反射，阳光便分解成了红、黄、绿、紫等多种颜色，便形成了日晕。由于蕴含冰晶的高云一般是雷雨天气入侵的“先锋”，所以日晕的出现，往往预兆着天气在短时间内便会转坏。故民谚有“日晕三更雨，月晕午时风”之说。 参考资料： by Sid Q.E.D.Q3 一瓶摇匀的盐水、糖水，静置一段时间后，表层的浓度和底层的浓度还一样吗?

　　答： （中学版）首先我们需要先确定溶液的定义，溶液是一种或几种物质分散到另一种物质中形成的均匀、稳定的混合物。它的特征是在微观上各处的组成和性质完全一样，它的各部分具有一致性，即均一性；并且在温度、溶剂量不变的情况下，保持稳定不会分离，即稳定性。 这里的糖笔者认为就是普通的白糖，盐就是食盐，糖水和盐水都是完全溶解且搅拌均匀的情况下，那么糖水和盐水就是标准的溶液，只要温度、溶质溶剂量不变（蒸发可能会造成瞬时浓度不均匀，平衡后浓度一致），那么上下表层的浓度就是一样的。 （高阶版）根据玻尔兹曼分布，能量越高的地方粒子出现的概率越低，那么对于溶液这个处于重力势的系统来说，不同高度下它的分布也满足玻尔兹曼分布即 这里密度差指的是溶剂和溶质分子的密度差，这里我们考虑的粒子是溶质分子，因为在溶液中分子分布是不均匀的，溶质分子会以一坨一坨的分子团形式存在，而溶剂（普遍为水）凝聚程度低，基本认为溶剂是均匀的。也就是说溶液中的粒子分布是越往下越多，浓度越靠近底层越高。 参考资料： 彭笑刚《物理化学讲义》 Dixit, S., Crain, J., Poon, W. et al. Molecular segregation observed in a concentrated alcohol–water solution. Nature 416, 829–832 (2002). by 蓝多多 Q.E.D.Q4 那些往天上飞的气球、孔明灯，最后会怎么样?

　　答： 它们最后都会掉回地面，只不过天空中存在很多不定的因素，没有办法确定掉落的时间和地点罢了。 一般地，充满氢气的气球能够飘到天上，随着气球越飞越高，空气变得稀薄，气压也会慢慢下降，这时气球会不断地膨胀，最后会因为破裂而再次回到地面。 孔明灯则是通过燃烧，加热周围空气使其密度下降，其半封闭的灯罩聚集着这些密度小的热空气，从而获得一个大于自身重力的浮力。当孔明灯的燃料燃烧殆尽，或者遇到大风吹灭其火焰后，它就会随风飘落，掉落到地面上或者挂在树枝上。需要注意的是，这些飘落的气球、孔明灯的碎片会对环境造成污染，未燃尽的孔明灯甚至会引起火灾造成巨大的损失，所以在祈福许愿的同时我们更要注意安全。 by Sid Q.E.D.Q5 电线上的雨水从电线上滴下来的瞬间还会带电吗?

　　答： 电线上的雨水在滴下的瞬间还是会带电的。 这是因为雨水中除了中性水分子外还有一些带电离子，即使是纯水也会有水分子的自发电离。水之所以可以导电是因为其中的正负离子在外电场的作用下相对移动到两边，从而形成离子导电。在雨水从电线表面滴落的瞬间，雨水中的正负离子还处于非均匀的状态，因此理论上当然是带电的。只不过一滴水能够带的电荷过小因此不必担心，即使是在高压电线上滴落的雨滴只要没有形成水柱式的回路就不会电到人。 不过，这个问题有意思的点远远不止于此。初高中物理在电场的章节告诉我们，使得物体带电的方法主要有接触起电、摩擦起电和感应起电。然而对于水这个特殊的绝缘体，怎么使得其带电好像是有些难以想象的。这里笔者找到了几种中学物理实验式的能使水带电的方法：(由于实验装置描述放在这里过于冗杂，因此感兴趣的朋友可以查阅参考文献[1]) 直接带电法示意图 直接带电法。将感应起电机的正电极G直接连接到上端盛水金属漏斗A上，在连接了接水段金属罐J验电器N上可以观察到验电器箔片张开。 静电感应带电法示意图 静电感应带电法。将感应起电机的正电极G连接到一个金属圆盘K上，水流因为感应带上负电荷而向金属圆盘偏转，在连接了接水段金属罐验电器N上可以观察到验电器箔片张开。 尖端放电带电法示意图 尖端放电带电法。将感应起电机的正电极G连接到金属尖端A上，转动起电机使得金属尖端A附近形成很强的电场以至产生尖端放电。A尖端附近空气中的正负离子在电场作用下定向移动，正离子向盆D的方向移动使得盆中水带正电荷，在连接了接水段金属罐验电器N上可以观察到验电器箔片张开。 在你能够轻松地想象一个水滴带电后，我们来看看科学家的“疯狂”之举。 早在1867年，开尔文就提出了用水滴发电的方法——开尔文滴水起电机。开尔文滴水起电机利用落水的初始瞬时非平衡电荷分布，通过两个相互连接的相反电荷系统之间的静电感应产生电势差。其利用水滴滴落过程中对电压差的正反馈作用和水中正负离子对由电偶极子产生的静电场的静电感应作用来形成电压差。电荷分离速度逐步加快电荷积累量随时间呈指数增长，一会儿便能在两根金属桶之间建立起一万五千伏以上的高电压。 另外，通常认知下的摩擦起电需要干燥的环境，然而有科学家专门设计了水的摩擦起电,是不是非常不可思议！他们发明了一种具有超疏水和自清洁特性的新型摩擦电纳米发电机原型，以基于摩擦起电和静电感应过程收集水滴能量[2]。 基于电荷分离的水滴发电示意图 更有甚者使用水滴，通过电荷分离实现基于水行为的发电[3]。由于水的运动和冲击而导致的电荷分离导致电荷在水中大量积聚。当携带累积电荷的流动水与金属表面接触时，产生了高功率输出。笔者在阅读了他们的文章后总结为晃一晃塑料瓶子里的水就输出了电压。 因此，从电线上滴下的雨滴不仅带电，你甚至可以用它来发电。 参考资料： 李恒林. 介绍几种能使水带电的方法[J]. 中学物理（高中版）,2012,30(9):21-22. Lin, Z.-H., Cheng, G., Lee, S., Pradel, K.C. and Wang, Z.L. (2014), Harvesting Water Drop Energy by a Sequential Contact-Electrification and Electrostatic-Induction Process. Adv. Mater., 26: 4690-4696. J. Chung, D. Heo, G. Shin, S.-H. Chung, J. Hong and S. Lee.Nano Energy 2021 Vol. 82 Pages 105687. by opzk Q.E.D.Q6 为什么激烈运动后，肌肉会非常酸痛？其中的原理是什么？如何科学缓解肌肉的酸痛?

　　答： 我们都有这样的经历，运动的时候并没有什么感觉，甚至刚运动完也不会有什么不适，但是睡一觉之后起来就会腰酸背痛。这种肌肉酸痛叫做延迟性肌肉酸痛。 现代医学对延迟性肌肉酸痛的解释主要有以下几种: 机械损伤学说。大负荷的离心运动超过了肌肉的承受能力，从而使肌肉发生损伤。运动后延迟性肌肉酸痛感的产生与血液中肌红蛋白水平升高有关，而肌红蛋白是肌纤维损伤的重要指标之一，许多研究者采用与肌肉损伤相关的指标血清CK值等来观测延迟性肌肉酸痛的发生和发展。 肌肉痉挛学说。有研究认为，延迟性肌肉酸痛的发生机制是一个恶性循环，局部肌肉的强直痉挛致使局部缺血、产生致痛物质，致痛物质积累刺激神经末梢产生痛觉，然后致使肌肉痉挛，开始形成一个“滚雪球”形式的循环。 其他学说。有学者提出，延迟性肌肉酸痛的发生主要由于机体代谢失衡所引发，主流观点各有说法，主要有乳酸堆积学说、前列腺理论及炎症理论、神经因子机制、能源物质消耗与代谢调节酶系失活理论。 其中乳酸堆积学说可能是大众最熟知的解释肌肉酸痛的理论。我们知道在剧烈运动时葡萄糖和糖原在无氧呼吸下会生成乳酸，乳酸堆积在很长一段时间被认为是导致肌肉酸痛的主要原因。然而越来越多的研究发现，堆积的乳酸在几小时内就会被重新利用分解，很可能并不是24-48小时的延迟性肌肉酸痛的原因，所以要警惕所谓运动后需要“排酸”的说法。 总得来说，由于延迟性肌肉酸痛表现为触压痛和痛觉过敏，故其通常被认为是肌肉机械微损伤和随后出现的炎症，即肌肉由于受到反复机械牵拉，导致骨骼肌细胞超微结构损伤，进而引起Ca²⁺过载，蛋白质降解、自噬和局部炎症反应。 延迟性肌肉酸痛的预防： 重复回合训练。延迟性肌肉酸痛在一定时间间隔后重复相同运动时会减轻，这种重复训练的适应性机制称为重复回合效应，其原因常归因于神经、细胞或结缔组织的适应。 准备活动。有学者提出在进行体育锻炼之前的准备活动进行适量伸展、牵拉运动可降低肌肉酸痛的程度，但对于运动员来说，由于伸展运动会降低肌肉力量，最好在运动后进行伸展运动较为合适。 全身震动训练。有学者基于机械损伤学说，提出在运动前进行全身震动训练，有助于肌肉酸痛的缓解。 食疗与药理作用。Pereira Panza VS等从日常膳食角度阐述延迟性肌肉酸痛的预防，认为植物中的抗氧化剂对肌肉损伤可能具有一定的保护作用，但具体潜在机制尚不明朗，有待研究。Matsumura MD等基于生姜具有镇痛作用，且与非甾体类抗炎药具有类似的药理作用，并证实生姜对肌肉力量的恢复具有改善作用。而在营养补充方面，Ra SG 等证实了口服牛磺酸和支链氨基酸对DOMS也可以起到防治作用。陈松等人提出在锻炼前进行艾灸也可以有一定预防作用。 然而这些大多是一家之言，有些方法并没有形成学界共识。 延迟性肌肉酸痛的治疗: 药物治疗。理论上，B2受体拮抗剂、COX-2抑制剂、NGF抗体及GDNF抗体对减轻延迟性肌肉酸痛均会有帮助。目前，上述试剂中唯一适用于人类的药物是COX-2抑制剂，其效果取决于给药的时间。 针刺治疗。传统针灸以及电针技术对治疗延迟性肌肉酸痛有一定效果。剧烈运动后进行针刺治疗可以有效缓解肌肉酸痛，促进肌肉功能恢复，其治疗效果具有持久性，且在运动后72h疗效达到高峰，但是其具体机制还有待研究。 热疗。热疗法是治疗软组织疼痛较为常见的物理治疗方法。肌肉在离心运动后会发生氧化应激反应(缺血状态)，组织中缓激肽、NGF和GDNF等因子水平提高，而加热处理可以调节骨骼肌细胞代谢以减少氧化应激，逆转NGF与GDNF等因子水平的上调，进而抑制离心运动后机械性痛觉过敏的发展，缓解延迟性肌肉酸痛。 虽然许多学者致力于研究延迟性肌肉酸痛的相关机制，也都取得了一定成果，提出了各自的假说，但这些假说并不足以全面说明延迟性肌肉酸痛的发生、演变、转归的规律。延迟性肌肉酸痛机制尚不明确，其治疗研究方面虽也有进步，但目前尚未有非常好的防治方法。因此本回答不构成医学建议。 参考资料： 蒋全睿,艾坤,刘小卫,等. 延迟性肌肉酸痛症的研究进展[J]. 按摩与康复医学,2016,7(18):3-5. 刘云霄,雷静,尤浩军.延迟性肌肉酸痛：神经营养因子机制及其研究进展[J/OL].生理学报:1-17[2024-04-18]. by opzk Q.E.D.Q7 我想问一下把风油精倒过来，为什么里面的液体不会滴下来?

　　答： 我们被蚊虫叮咬后，可能试图用风油精来缓解瘙痒等症状，但是有时候会发现，把风油精倒过来之后，里面绿色的溶液压根滴不下来，暴躁的一通摇晃操作才能涂抹到皮肤上。 这是因为风油精的瓶口比较小，液体的表面张力阻止了空气的进入。瓶口竖直向下，瓶内较少的液体压力也不足以克服大气压。所以风油精就这样被表面张力和大气压“锁定”在瓶子里了。 当我们保持瓶口向下，稍微用力晃一晃，风油精就下来了，这是因为，当我们用力晃动时，液体进行流动，外面的空气可以进入到瓶中，过程中有时会看到有气泡从瓶口升至瓶底，平衡后由于重力的原因，液体就可以滴落下来了。使用结束后，当我们把瓶子倒回来，里面的空气(气泡)又会回到瓶口。 by Serendipity Q.E.D.Q8 巧克力表面出现白色的像霜一样的东西是什么？还能吃吗?

　　答： 遇冷后的巧克力表面，常常会出现⼀层分布不均的白霜，这其实不是因为巧克力变质，而是⼀种名为“巧克力起霜”的正常现象。这种现象并不影响巧克力的正常食用，但是外观和口感上会有一定的影响。 巧克力上的白霜主要分为两种，一种叫“脂霜”，一种叫“糖霜”。糖霜的产生是巧克力在短暂时间内快速升温导致的，比如在炎热的夏天把巧克力从冰箱中取出，表面就可能起一层糖霜。它产生的原因是由于温差，巧克力表面就会凝结水蒸气，进而溶解巧克力内的蔗糖，等水蒸气又挥发掉，蔗糖就会析出然后附着在巧克力表面，形成一层白霜。 相比于糖霜，我们常见的白霜是脂霜。巧克力有五种不同晶体结构，他们的熔点不同，分别是17、21、26、28、34、36°C。我们日常生活中吃到的巧克力熔点大多在34°C，这样的巧克力在常温下呈固态而入口既化。而34°C的巧克力并不是其稳固的形态，长时间的放置下，它会部分转变成熔点为36°C的晶体并析出表面，这种晶体结构的巧克力入口不易融化而且味同嚼蜡，也就是我们上面所说的脂霜。 by 叹咏调 Q.E.D.Q9 x 、y染色体形状不同，而同个物种染色体形状数目都相同，所以两性是否是不同物种?

　　答： 区分两个动物群体是否为同一物种，最关键的是生殖隔离的存在与否（植物的物种界定更麻烦，并不完全适用这个原则，植物分类的事情为什么总是那么糟糕）。对于两个群体，只要没有生殖隔离，可以繁育出可育后代，就可以认为是同一物种。而同一物种的两性虽然在外貌、基因上有所差异，但是实际上依然可以繁育可育后代，所以自然是同一物种。实际上不同性别间，常染色体基本是相同的，性染色体也被认为有着共同起源（有观点认为Y染色体是X染色体突变缩短演化而来），实际的基因表达情况差异也有限。 这时你可能会问，如果同一个物种只有同一种性别的群体，并不能繁育后代，所以这时他们还是不是同一个物种？这时候只需要从遗传背景来看，他们基因组基本一样，所以当然是同一个物种。 by 某大型裸猿 Q.E.D.Q10 地球围着太阳转，是顺时针转还是逆时针转?

　　答： 根据上图地球四季的交替，可以看到从太阳系上方（北极上方）来看，地球的公转自西向东为逆时针。 以北半球为观察点，从图中我们可以知道，太阳是从东方升起，西方落下。那么从北极上方观察，地球的自转也是自西向东，逆时针方向。（参考高中地理） by 蓝多多 Q.E.D.#投票#本期答题团队