世界不思議

當你身處太空,你帶的吸管能讓你喝水嗎?

網友提問:為什麼在月球上不可能用吸管把液體吸入口中?答:因為在月球上沒有所謂的“吸”力。

當你把水吸上吸管的時候,事實上並不是你把水引上吸管。你所做的只是把口中一部分空氣驅離,造成了口中輕微的低氣壓。由於杯子裡的水時刻被空氣擠壓著,這時水就被壓著沿吸管向上移動,進入口腔,直到氣壓差達到平衡。

你可以做一個有教育意義的實驗,但我能告訴你將會發生什麼。實驗過程如下:準備一個帶蓋的杯子和吸管。裝滿水。現在,用玻璃水槽的防水填料來密封杯蓋和杯子之間、吸管和杯蓋之間的縫隙。吸管中如有小氣孔,也將其密封。等待填料風乾。

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圖解:如果管子一直連通水面,大氣壓只能通過水面傳到管子內試著輕輕吸一小口。再試一次。接著稍微用力吸一口。不要太用力,不然你會傷到自己。如果空氣無法進入杯子,就沒有壓力把水擠壓上吸管。當大氣壓使吸管有所凹陷時,杯子裡的水可能會往吸管上移動一點點,但最多也就只能這樣。即使你在吸管上連接一個工業真空泵,也沒辦法吸出一滴水(除非你收集水蒸氣)。由於這種環境下只有大氣壓進入吸管中填充空缺,不存在“吸”力,不可能會吸得出水。

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圖解:拔出水面後,大氣壓就通過管子傳到了管內的低液面,低液面升高,作用面也升高同理,在月球上(加壓環境外)沒有氣壓,所以吸管無法起作用。也不是完全不可能……然而,要做到用吸管吸水,你的壓力服中需要有一整套完備的系統,或者說你要呆在加壓環境中。

究其原因,有以下三點:首先,只有在吸管內的氣壓低於吸管外作用於液體的氣壓時,液體才能被吸上吸管中。否則液體就只能留在原位,或者順勢而流。第二,月球上的大氣壓只有地球上海平面處大氣壓的0.0000000000003%。這遠遠低於我們人類“空”肺內的氣壓。任何人如果嘗試離開加壓環境中用吸管喝水,都將幾乎立即引起嚴重的健康問題,因為儘管肺隔膜拚命阻止,肺內的空氣也會離開肺部,以使肺內外氣壓達到平衡。

第三,上面第二點原因是基於液體能在300毫微帕斯卡的氣壓下保持液態的假設上提出的,事實上這並不可能。任何一種已知液體(當然也包括某個瘋狂的人想在月球上離開加壓環境喝的任一種液體)在降壓過程中都會在氣壓遠未達到300毫微帕前蒸發掉。

圖解:可屈曲的塑料吸管我們之所以能用吸管“吸”液體,是因為作用在液體上的大氣壓(在瓶內或瓶外的)足夠高,並且我們自己通過“吮吸”使喉部變成了低壓區,從而液體能被“推”上吸管,進入喉嚨。但在月球上,氣壓極低,不足以讓我們吸起液體。況且,為了吸液體,你可能要脫掉宇航服,這做法顯然有失妥當,因為當你嘗試去用吸管吸液體時,你的生命也將被“吸”走。吸管原理吸管主要利用大氣壓來實現,在大氣環境下,當吸管一端插入液體,另一端抽走吸管中的空氣或液體後,管內壓強降低至低於大氣環境的壓強,使吸管外部大氣壓強作用於管外液體表面,將液體推進吸管中以使管內壓力與管外氣壓平衡。

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