当尼亚加拉大瀑布从一根吸管中通过

作者:顾静怡 来源:知识窗 发布时间:2016-07-21 阅读量:0

尼亚加拉在印第安语中意为“雷神之水”,是美洲大陆最著名的奇景之一,也是世界第一大跨国瀑布。尼亚加拉大瀑布的最大流量可达每秒6000立方米,平均流量为每秒5720立方米。如果让尼亚加拉大瀑布从一根吸管通过,会发生什么事情呢?

要让尼亚加拉大瀑布通过一根吸管,就必须假设瀑布是在一个容器里,让液体的流速增加,液体从一个小开口泵出。然而,液体在容器里的流速是有限的,当流体呈气态,流动速度超过音速的时候,液体就会被呛住,出口的速度就再也无法提升。

根据伯努利定律,被呛住的液体内部压力会大大降低,强迫挤在一起的液体内部会产生水蒸气一样的小气泡,形成气穴现象。气穴造成的气泡会降低水体通过敞口的密度,想要保证液体可以全部通过敞口,就必须加压增速。

经过实验室演算,一根常见的吸管直径约7毫米,为了求流速,将流量简单除以面积,即将尼亚加拉大瀑布的总体流量除以需要流过的吸管截面积。如果结果大于音速,水流就会被呛住。也就是说,尼亚加拉大瀑布要通过一枚吸管,速度必须超过音速,这可就有意思了。

往好的地方想,当水分子的速度达到可以和吸管内壁发生核反应时,它甚至可以把北美大陆板块往南推,当然也能毁掉所有制造这个奇怪的设备本身。

最后,可以放心地告诉大家,尼亚加拉大瀑布无法通过一根吸管。因为迄今为止还没任何设备能把大量的水体加速到这种高速。如果你执意要想尝试一下这种有趣的现象,可以试着把水管接到加速器上,看看会发生什么。