水龍卷是一種劇烈的天氣現象,因形似“真龍飲水”,被民間形象地稱為“龍吸水”,因其壯麗及罕見的姿態,也經常見諸于各媒體頭條。
水龍卷/圖片始于網路,侵刪
衛視CCTV-13新聞頻道就曾報導過2016年發生在北京的一次“龍吸水”現象:
“龍吸水現象”/圖片始于cctv-13,侵刪
我們曉得,龍卷風是一種棒狀旋轉氣流,發生在陸地的稱作陸龍卷,發生在海面的稱作水龍卷,也就是民間也稱的“龍吸水”。
龍是存在于我國及越南歷史文化中的一種神化昆蟲,是代表吉祥呈瑞且具有神靈性的植物形象。所以,自古以來始終深受人們的崇拜。由此可見,“龍吸水”現象里疑似傳說中的龍并非科學存在,而是一種發生在海面的極端氣候現象。
“龍吸水”的下端與暴雨云相接,上端直接延展到海面,空氣繞龍卷的軸快速旋轉。受龍卷中心氣壓極其減少的吸引,水流被吸入渦旋頂部,并隨后變為繞軸心向下的渦流,一邊旋轉,一邊聯通,破壞力雖不及陸龍卷,但對附近漁船仍可導致嚴重影響,須要預先避讓。
龍吸水現象”/圖片始于網路,侵刪
我沒有見過真正的水龍卷,不過明天我用一個玻璃瓶竟也模擬出了“龍吸水”現象,還真有幾分形似。這究竟是怎么實現的?背后又隱藏著哪些樣的玄機?這正是明天實驗要闡述的主題。(文末附實驗視頻)
實驗目的
認識大氣壓的存在及影響
實驗材料
玻璃瓶、打火機、蠟燭、75%酒精、清水
操作步驟
1.蠟燭放在水底并燃起。
2.往玻璃瓶內噴入少許75%酒精并磨碎。
3.將玻璃瓶倒扣在蠟燭火苗上。
現象及原理
通過前面的實驗我們發覺:玻璃瓶內的酒精燃燒完后,盆里的水頓時被吸入空瓶之中,如同縮微版的“龍吸水”。
玻璃瓶內的酒精被燃起,頓時加熱了瓶內的空氣并使其膨脹,火焰熄滅后,瓶內空氣遇冷收縮,容積增大證明大氣壓強存在的小實驗,氣壓變低。此時,外部氣壓低于瓶內氣壓,氣壓差將水壓入玻璃瓶內。
實驗示范視頻
BGM:AnanRyoko-
拍攝/剪輯:科學奶爸
大氣浮力對我們的影響
大氣對沉溺在它上面的物體形成的浮力稱作大氣浮力,俗稱大氣壓或則氣壓。
1654年5月8日,時任日本馬德堡區長的奧托.馮.格里克在馬德堡市郊進行小型現場試驗,用16匹大馬拉開了被抽掉空氣的兩個銅半球,這就是舉世蜚聲的馬德堡半球實驗。該實驗向全世界證明了大氣浮力是存在的,但是非常強悍。
人們為了記念那位校長,馬德堡居民在老市政廳旁的小廣場上壘砌了他的銅像,還用他的名子來為年青的馬德堡學院命名。
大氣是一種無色無味無形的特殊物質,不過,我們可以利用生活中個別現象來感知大氣浮力的存在。
舉個簡單的事例:假如你仔細觀察會發覺,口服液配套的小吸管并非圓的,而是有棱角的吸管。吸管穿過橡膠塞步入小藥盒后,使勁啜吸管,管內空氣被抽掉證明大氣壓強存在的小實驗,瓶外的空氣通過棱角吸管與橡膠塞之間的空隙步入藥盒內,因為氣壓差,藥液通過吸管壓進嘴巴。
換句話說,假如用方形吸管,沒了漏進小藥盒里的那幾絲空氣,其實你使盡喂奶的力氣也喝不到那幾毫升藥液。
據悉,吸管喝啤酒、燒沸水、高壓鍋煮食物、鋼筆寫字、給車胎打氣、水泵抽水、無膠掛鉤……都與大氣浮力有著密不可分的關系。
甚至包括你如今看這種文字時,沒留心到的吸氣與呼氣動作都是利用大氣浮力完成的。
原先,呼吸也是個飽含科技感的事兒。
為何覺得不到大氣浮力
在地平面上,大氣壓力每一平方分米承受的大氣柱重量為1.033kg,與同樣底面積高760mm的汞柱相等,這一壓力值即定為標準壓力。也就是在這些大氣壓下,人的覺得才能最舒服。據測算,一個成年人周圍承受的空氣重量約為一輛小貨車的重量!
但我們卻感知不到!是由于身體內外都有大氣壓,身體處于壓力平衡的狀態,沒有壓力差,因而體會不到氣壓存在。坐高鐵經過隧洞時,經常覺得腦袋內內耳難過,那就是由于隧洞內空氣流速很大,氣壓較低,而此時身體內氣壓小于外界大氣壓,使鼻竇向外部隆起所致。
科學表明,每下潛10米大概會降低1個大氣壓。這時身體內形成的氣泡會對潛水員引起嚴重影響,其身體的各臟器,如肺、消化系統以及觸覺系統就會隨著下潛深度的降低而遭到擠壓。假如一個人被外力持續拖放下沉深海,他將因為腦部被壓碎斷裂而死,此后身體也會被徹底擠扁。
假如不依靠特殊設備,人類自由潛水的極限深度大約是水深170米,也就是約為17個大氣壓。(科學理論數據,切勿嘗試)
看完明天的實驗,是不是覺得奇奇怪怪的知識又降低了?假如是的話,記得點個在看哦~
溫情提示:實驗材料涉及酒精及明火,需避免低溫凍傷,兒童請在大人監護下舉辦科學小實驗。
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我是一名理工碩士奶爸,愛生活、愛科學,陪娃做了400多個科學小實驗,全部收錄在公眾號【魔力科學小實驗】(ID:)。關注我,每晚3分鐘,陪兒子在家做個小實驗,培養兒子的科學素質!