馬上就到周末的快樂聚餐時光了聚餐的首選當然是火鍋啦可說好的一起吃鴛鴦鍋為什麼同時端上來的鍋底總是辣鍋先開？（鴛鴦鍋不愧是友情毀滅器）Q1
為什麼吃鴛鴦鍋，辣鍋總是先沸騰？
by Radddder
答：物質的組成影響物質的性質。辣湯和清湯的物質組成有什麼區別呢？不難發現，辣湯表面飄著一層紅油，正是這層紅油減少了熱量散失，從而導致辣鍋先沸騰。
食用油是有機物，油的沸點在標準大氣壓下約為兩百攝氏度，比水的沸點要高，更難蒸發。此外，油的密度（0.9g/ml）比水小，因而會漂浮在水的表面。當清湯鍋中的水開始蒸發，帶走大量的熱量的時候，辣鍋中漂浮在水表面的紅油阻礙了水分子的逃逸，從而減少了單位時間的熱量散失。因此，在辣鍋和清湯鍋具有相同的熱量輸入的情況下，熱量散失更慢的辣鍋會先沸騰。by C&CQ.E.R.
Q2
為什麼有些碳酸飲料放在冰箱冷藏會凍成冰，有些會變成冰沙？
by 匿名
答：你想表達的應該是「冷凍」後的碳酸飲料吧。冰箱的冷藏室一般為3~5℃，是無法讓飲料凝固的，需要在-18℃的冷凍室「冷凍」後才能使其凝固。回到題目，其實決定冷凍後碳酸飲料狀態的要素不是飲料的種類，而是冷凍前飲料瓶內的氣壓。如果冷凍前瓶內的氣壓是和外界一致（一個標準大氣壓），那麼當外界溫度低於飲料的熔點時，在足夠長的時間後，飲料將從液態變為固態。而如果在冷凍前晃動飲料瓶，那麼溶解於碳酸飲料中的二氧化碳就會被釋放出來，瓶內的氣壓將高於外界。又由於碳酸飲料在凝固的過程中密度會變小（體積會膨脹），所以瓶內氣壓的增大會使其熔點降低，當降低後的熔點低於冰箱的溫度時，冷凍後的飲料就處於一個「過冷液體」的狀態（這種狀態下的液體極不穩定，稍有幹擾就會結晶）。此時打開瓶蓋讓氣壓回到與外界一致（熔點也隨之一起回升），再晃動一下飲料瓶使其釋放出一些二氧化碳（對體系產生幹擾），就能看到液體瞬間結晶，呈現出冰沙狀。（無意中get了一項製作冰沙的技能）
圖源：【這不科學啊】1秒即可在家自製超好吃的可樂冰沙所以說，任何氣泡類飲料理論上都可以通過上述方法製成冰沙，不過小編在此也要提醒大家，晃動不能過猛，以免瓶內氣壓過大產生危險。by EricQ.E.R.
Q3
是否有黑色的火焰？
by 蔭
答：在一些特殊手段的幫助下，我們是能看到黑色火焰的。如下圖所示，我們在暗黑的環境中點燃含有不同化學元素的物質，其產生了不同顏色的火焰。這是因為燃燒過程中，原子中的電子吸收了能量，從能量較低的軌道躍遷到能量較高的軌道，但處於能量較高軌道上的電子是不穩定的，會很快回遷至能量較低的軌道，多餘的能量以光的形式釋放。根據，由於不同元素原子在發生躍遷時的釋放的能量不同，則產生光的頻率也不同，就會呈現不同的顏色。我們將這樣的現象稱為焰色反應。
如果此時我們開啟一盞單色光源，比如低壓鈉燈（只發出波長為589nm左右的黃光，可視為單色光），那麼原本鈉元素焰色反應所產生的黃光就會被吸收而呈現黑色，我們就能看見黑色的火焰啦。下面的動圖就展示了在黑暗的房間裡僅開啟低壓鈉燈後，點燃蘸有酒精和鹽水的脫脂棉即可產生黑色的火焰。（選用鹽水是因為食鹽的主要成分為NaCl，可發生鈉元素的焰色反應）
圖源：這種黑色的火焰，被燒一下是什麼感覺呢？by EricQ.E.R.
Q4
我可以通過吸氣來「吸出」口哨聲嗎？
by 匿名
答：可以，我剛試了，大冷天吸了一肚子冷風。實驗有風險，答題需謹慎啊
口哨是指用舌頭、嘴唇與氣流發出聲音，這可是具有悠久的歷史的，是人類早期聽覺表意的手段之一，不過古時其被稱作嘯藝，實打實的高雅藝術，像諸葛亮，曹植都精於此道，甚至到明代，你要不會吹口哨，都不好意思跟人說你修道。當然人家的嘯藝有音律，能表意，我這種五音有四音半不全的只能吹響，所以我一般拿這逗狗
口哨的原理也很簡單，就是空氣振動發聲。吹口哨時，雙唇形成一個小氣口，當氣流從小氣口流入或流出時，由於氣流流速不同，氣流路徑會發生起伏，起伏處附近有湍流產生，發出聲音。以吹氣為例，流速快的空氣從雙唇小氣口流出，受到外面流速較慢的大氣空氣阻礙，氣流路徑發生起伏，定性圖如下所示：
圖源參考文獻2可以看到，口哨的原理與氣流流向沒有關係，因此無論呼氣還是吸氣都能發出聲音。這分別是外吹發音法和內吸發音法。那麼這麼實用的技能怎麼get呢？其實這二者在動作上是一樣的，都是讓舌頭頂住下牙齒，整個舌頭中部稍鼓，兩唇之間自然形成一個氣口，然後控制膈肌、胸肌和腹肌，讓氣流向內或向外通過氣口即可。這裡只是吹響（多了我也不會），其他技法如高音、低音、雙吐、顫音等需要進一步學習。參考資料：口哨（用口通過唇、齒和舌發聲）Eage Tonesby 霜白Q.E.R.
Q5
要握住多少個氫氣球，才能把人吊起來飛離地面？
by 馬祥越
答：這個問題的思路其實是很簡單的，人握住氫氣球，整體受到向下的人的重力 人、氣球的重力 氣球、和空氣的浮力 浮，浮力大於總重力即可飄起來。我們簡化地採用橡膠氣球，並且假設它只膨脹到一個比較合適的程度（小了浪費體積大了容易脹破），同時吹脹以後為球形，這種情況下氣球厚度為 、橡膠密度為 膠、氣球半徑為 ，氫氣密度 氫、空氣密度 空、人體重為 人，共 個氣球。對單個氣球而言：所以在 個氣球情況下：的最小值使得合，它取決於氣球的半徑（大小）、氣球壁厚和人的質量人。取空、氫、膠，某些情況下的如下表 ：
可見氣球半徑的大小影響很明顯，這是因為浮力中的R三次方項的存在導致的。當然，上面只是一個粗略的討論，實際情況要複雜的多，當氣球飄向高空，空氣越來越稀薄，浮力會相應減小，而重力減小的要慢的多，所以氣球不會一直飄下去，理論上最後會懸停在某個高度，同時由於高空氣壓小，氫氣可能會把氣球脹破。by AlanQ.E.R.
Q6
為什麼閃電有白色、紅色、藍色等不同的顏色？
by See.y
答：閃電確實有不同的顏色，這是由空氣中不同成分核外電子的不同軌道躍遷造成的。閃電是雲與雲之間、雲與地之間或者雲體內部之間強烈的放電現象。雲層積累大量電荷，與其他雲或地面形成極高的電勢差，會將空氣中的成分（主要是氮氣和氧氣）電離，出現放電現象。而此過程中釋放的能量會將原子、分子或離子核外電子激發到較高電子軌道，隨後電子向下躍遷到能量更低的軌道，釋放出光子，這就是閃電電光的來源。不同的原子、分子或離子的電子從不同軌道向下躍遷，所釋放的的光子能量也不同，即光的波長不同，這就是閃電呈現不同顏色的原因。利用這一點，我們可以通過閃電光譜來研究放電過程中各空氣組分的情況，進而估計閃電的能量等。這一研究已有超過100年的歷史了，較完整的閃電光譜（315-980nm）也已由L.Wallace在1963年給出（參考資料1），下面我們給出一張閃電光譜：
可以看到，最強的幾條譜線均來自於NⅡ離子（還有H-alpha），事實上，閃電中的光譜多來自於NⅠ、NⅡ、OⅠ、OⅡ四種離子（即氮離子與氧離子），以及少量來自於H原子、氮氣分子、水分子和二氧化碳分子。這些譜線多為藍紫光與紅光，因此自然中的閃電顏色多為白色（例如上面這張光譜各個色光比較均衡，大概就應是明亮的白色），少數也會呈現淡藍色或粉紅色、橙色等顏色。當然譜線的相對強弱與溫度、電離條件、大氣成分都有關係，以你實際看到的顏色為準
參考資料：L. Wallace, The Spectrum of Lightning, Astrophysical Journal, 139, 994 (1964）閃電是什麼顏色？閃電（自然現象）by 霜白Q.E.R.
Q7
有時候鼻子不透氣，但是打了一個噴嚏之後就突然透氣了？這種情況，到底是什麼東西導致鼻子不透氣的呢？by 經常不通氣的鼻子
答：鼻子不透氣通常叫做「鼻塞」（nasal congestion），鼻塞的成因比較多，過敏、鼻息肉、鼻炎等都會引發鼻塞，最常見的便是「感冒」。當你的呼吸道接觸了一定量的致病性病毒（鼻病毒、腺病毒、冠狀病毒等）或細菌（鏈球菌等），而你又恰巧免疫力下降，你就會收穫感冒——上呼吸道感染（URTI）的一種，同時伴隨來而來的還有症狀大禮包——卡他症狀：鼻塞、流涕、咳嗽、打噴嚏……URTI中鼻塞的成因主要有兩個，一方面是感染引起扁桃體（tonsil）和腺樣體（adenoid）腫大，壓迫上呼吸道，減少空氣流動。
fig. 扁桃體和腺樣體位置另一方面也是最主要的方面是，上呼吸道感染過程中鼻竇靜脈（venous sinues）的充血擴張。呼吸道感染後，機體免疫反應過程中產生的組胺、炎症因子等物質，例如緩激肽（bradykinin），會引發鼻上皮大靜脈（鼻竇靜脈）的充血擴張。靜脈的充血擴張在氣道較為狹窄的鼻甲等區域，會直接阻塞鼻空氣流通。同時，這種病理性的充血擴張還受交感性血管收縮神經的調節，會在正常和充血過程中不斷更替，體現在兩個鼻竇中，便是一個鼻孔通氣，另一個阻塞，一段時間後又會顛倒過來（類似於鼻周期，即睡眠過程中兩個鼻竇交替關閉）。
fig. 鼻塞時兩個鼻孔氣道阻力（A，上圖）和健康狀態下阻力（B，下圖）參考文獻：Ron Eccles. Understanding the symptoms of the common cold and influenza. Lancet Infect Dis. 2005.by 某大型裸猿Q.E.R.
Q8
形狀不規則的物體浸沒在液體中，為什麼水平方向的壓力可以互相抵消，使其只受豎直向上的浮力？by JimmyJr
答：理解這個問題需要知道數學裡面的高斯定理（配合微積分食用更佳）。首先說一些基本的結論：①液體壓強大小與深度和液體密度有關，具體為；②同一地點的液體對各個方向都會產生大小相等的壓強；③我們定義某一個面上的壓強時候本身就用的是面上的正壓力，因此無論面的方向如何，壓力都是；④壓強和力都是矢量，有方向。其次看一個簡單的模型，如下圖，立方體六個面受到的力顯然左右相抵消，前後相抵消，而上下兩個面的力分別為上上，下下，兩者方向相反，合力向上：合水水即阿基米德定律。
來源為什麼浮等於排最後來看一個如下圖所示的形狀奇奇怪怪的物體。
來源為什麼浮等於排對於物體表面的一個小面元上的壓力為，為面元的法向單位向量，為面元處壓強，它只與深度有關。所以總的力自然而然為：第三個等號用到高斯定理。我們知道三重積分的值與體積元的形狀是沒有關係的，那不妨就把每一個都劃分為小立方塊，這個時候再把上面的式子倒過來寫一遍：合力向上，大小等於排開水的重力！式中的為第個小立方塊，而代表二重積分是在第個小立方塊表面進行的，在微積分的應用下，物體的形狀已經不再重要了！如果你不這樣覺得，那就繼續細分。（詳細的推導過程見參考資料）參考資料：為什麼浮等於排by AlanQ.E.R.
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越剪越大？莫比烏斯環到底神奇在哪裡？| No.231
編輯：他和貓