衣物晾干就变硬？别急，这其实是个物理问题

衣服终于洗好晒干了
你兴高采烈地把衣物收了下来
可是你发现
为什么衣服变硬了啊喂！
别急，本期就用物理的方法
帮你摆脱衣物变硬的烦恼

Q1. 地铁里为什么风大？ 是不是密封不严啊？
作者：无边星影
回答：
无论是地铁车厢还是地铁站，都需要通风和空调系统。 其中，地铁站和隧道还是相连的，火车运行时风会很大。 机舱内需要通风系统。 成人在相对安静状态下的通气量约为5~10L/min。 如果没有通风，拥挤的车厢里的人很快就会缺氧。 这些通风系统产生空气流动。
作者：景云
Q2。 循环小数可以加、减、乘、除吗？ 有什么严格的规定吗？
乘  至 Jane bj
回答：
循环小数是有理数，它必须写成两个互素整数的分数形式。 计算时最好将其视为普通分数。 别说加减乘除，就是取极限，微积分也没什么特别的。 具体计算方法请参见各年级数学教材。
通过 霜白
Q3。 为什么袜子每次洗完晾干后都那么硬？ 怎样才能让洗后变得柔软呢？
by 糖醋排骨
回答：
其实，不仅是袜子，很多含有棉纤维的织物，比如毛巾，自然干燥后也会变硬。 造成这种现象的重要原因是天然纤维素表面附着的结合水层通过氢键将纤维交联成网络。
图1 天然纤维表面的结合水层| 图片来自[1]
由于天然纤维素是由葡萄糖聚合而成，分子结构中富含羟基，能以氢键的形式与水分子形成强烈的相互作用。 因此，在 25C 和 60% 相对湿度下，棉花仍可含有高达 8% 的水分。 换句话说，通常干燥的棉袜和毛巾等织物中实际上残留有结合水。 而且这种水会将不同的纤维连接成网状，使纤维之间难以相对滑动，宏观上会发生硬化。
图2 纤维素的结构式
实验表明，如果通过真空加热强行除去所有水分，织物就会再次软化，而这在现实生活中很难做到。
图3 清洗方式与最终硬度对比| 图片来自[3]
不过，两次手术可以改善这个问题。 一是在干燥前先清洗并甩干，这应该有助于降低棉织物的水分含量。 二是添加柔软剂，其主要成分是阳离子表面活性剂，已被证明可以防止结合水形成交联网络。
参考：
[1] T、Hoshi M、K 等。 力与力对结合水的影响——[J]． 学报, 2020, 124(7): 4196-4201.
[2] 塞勒姆 KS、N、H 等人。 并进入水中-[J].  , 2023, 6(5): 1366-1381。
[3] T、N、Y 等人。 在漂洗周期中。 第1部分：[J]． 和，2016，19：183-192。
作者：云凯叶落

Q4。 为什么C的相对原子质量是12.0096，以12C的1/12为标准，相对原子质量不应该是12吗？ 按自然界中的丰度值计算，12C占98.892%，13C占1.108%。 这两者相加就是12.01108，更不用说质量数更大的1⁴C了，但是为什么网上搜索说是12.0107呢？ 相对原子质量不符合2009年IUPAC结论12.0096？
通过匿名
回答：
这个问题在高中也困扰过我！  （高二也困扰过为什么镧系锕系某些元素的电子排布不完全遵循规则）
我们会发现元素周期表中大多数元素的相对原子质量都不是整数，因为它代表的是该元素各种同位素的平均原子质量。
受试者计算的数值是将 13C 的相对原子质量计算为 13，但实际上并非如此。 考虑两个因素后， 13 C 和 14 C 的相对原子质量分别约为 13 和 14 。 问题中 是早期的下限值。 对于微观粒子，由于测量误差，只能得到一个取值范围(C) = [12.0096, 12.0116][1]。 随着技术的进步，一些参数会更接近真实情况。
质子的质量和中子的质量相差不大，一个是电子的1836倍，另一个是电子的183网9倍。 不能认为多一个中子就意味着相对原子质量正好多了1； 另外，当质子和中子结合时，会释放出核能，导致质量小于原来质子和中子各自质量之和，称为“质量赤字”。 这并不是说质量确实变少了，而是质量以能量的形式表现出来。 需要注意的是，质量等同于能量，并不能说质量转化为能量，这一点在质能方程中体现得很清楚。
参考：
[1]、、、等。  2021年(IUPAC)[J]. 纯和，卷。  94，没有。  2022 年 5 月，第 573-600 页。
作者：草莓熊
Q5. 为什么夏天手机耗电那么大？ 什么时候给手机充电合适？
作者：我韩雨
回答：
手机由各种硬件组件网和软件应用程序组成，硬件和软件应用程序都会消耗手机的电量。
夏天，手机会因为环境温度升高和使用而发热，而且不容易散热。 高温会加速电池内部的化学反应，手机的电量会很快消耗。 夏季室外阳光强烈，一些手机设置也会加快电量消耗。 如果开启自动亮度调节，手机会自动调高屏幕亮度。 另外，在夏季，一些比较倾向于户外活动的人会使用移动数据来运行一些应用程序，而喜欢呆在室内的人会使用手机来消磨时间，使用Wi-Fi来运行一些应用程序等。操作会增加手机的电量消耗。
何时充电：
现在大部分手机电池都使用锂电池。 锂离子电池没有记忆效应，容量一般不会因充电状态而改变。 虽然将手机电量维持在30%到80%之间确实可以减少电池损耗，但帮助有限。 因此，可以随时充电。 温度也是延长使用寿命和最大限度延长电池寿命的关键因素，因此手机充电时请尽量将环境温度保持在 16 至 22 摄氏度之间。 当手机等设备长期暴露在35摄氏度以上的环境中时，电池可能会受到永久性损坏。
参考：
[1] 手机快7及其修复方法。()
[2] 生活有这些小窍门（）
[3] 家里怎么样？  -我？-
[4]舒健. 手机不“老”电池“腐烂”前充电习惯或背后黑手[J]. 大众电力，2021，36（12）：84。
[5]【何同学】快充伤电池？ 两年实验40款手机，告诉你最好的充电方式_详细解读_最新资讯_热点事件_36氪

扫地僧
Q6. 为什么晚上在湖边散步时，湖边吹来的风会带着一股热浪？
通过匿名
回答：
水的比热容大于陆地上的沙、土、砖石，可以储存更多的热量。 它缓慢加热并缓慢冷却。 因此，白天陆地温度高于湖泊； 晚上湖水的温度比陆地的温度高——这是中学地理书上写的。
与课本上海陆风的例子不同，一般湖泊的水体并不足以形成像海洋那样“高温区气流上升——低温区气体流向”的环流。高温区——并在压差作用下循环”。 到了晚上，从岸边吹到湖心的风在湖面上方被加热，还没来得及升起就吹到了对岸。 这时，气体已经比湖岸边的空气本身还要热，所以人们感受到的就是从湖里吹来的热风。
作者：景云网
Q7. 气态行星只是一大块气体吗？
通过匿名
回答：
不，气态行星的最外层确实是由气体组成的，但内部仍然存在液体和固体物质。
气态行星主要由氢、氦、氖等轻元素组成。 行星最外层是相应的气体，如氢、氦等。然而，厚度达数万公里的气体层，会在气态行星内部产生极高的压力（大约是标准大气压的几倍）。地球），在压力的作用下，气体会被压缩成超临界流体，形成金属氢海洋。 形式存在。 在气态行星的内部，也可能存在由冰和岩石组成的固体核心。 不过，由于人类目前的探测器无法探测到气态行星的内部，因此它们的内部结构尚未确定，更多只是目前研究领域的共识。
木星和土星内部结构示意图-来源NASA
太阳系气态行星内部结构示意图——来源NASA
从上图中我们可以看到，对于木星和土星来说，它是由外层氢气、内层金属氢和中心的岩石核心组成，而对于天王星和海王星来说，它是由外层氢气、内层金属氢和中心的岩石核心组成。氢层、氦气层、甲烷层、由水、氨和甲烷组成的内地幔层以及中央岩石核心。 因此，气体行星也不完全由气体构成。
由单身年轻女子
Q8. 磁铁是导体还是绝缘体？
作者：冷冷
回答：
简单地说某种物质是绝缘体还是导体是不准确的，因为物体随着温度的变化可能会发生相变，例如各种绝缘-金属相变或金属-绝缘相变。 这里我们只考虑室温下的情况。 但许多不同类型导体的电阻率都在同一范围内，因此我们仍然给出整个温度范围内的电阻变化，但只关注常温。
常见的磁铁有铁氧体磁铁和钕磁铁。 室温下的电阻率在数量级上，属于半导体区域。从电阻温度曲线也可以看出，它是半导体
Fe₃O₄的log()-1/T曲线，两条曲线都是成分略有不同的Fe₃O₄[1]
也存在室温电阻，但 RT 曲线表现出半金属行为。
的电阻温度曲线[2]
不要关心半导体和半金属是什么。 他们的定义需要对量子力学和固态物理学进行彻底的研究才能理解。 只要知道这两种磁铁的电导率介于导体和绝缘体之间就足够了，至少在室温下是这样。
参考：
[1]，(Fe3O4) 的 E. 及其低点。  144, 327–328 (1939)。
[2] M. BOVDA，Vera A. BOVDA，V.，A.，V.，以及钢铁中和低时，13-1（2006），92-96.（08）60165- X
藏族志
Q9. 核磁共振的原理是什么？
通过匿名
回答：
要理解这一点，我们需要了解三点：原子核具有磁矩，磁矩在外磁场作用下会发生塞曼能级分裂，两个能级能与相应频率的电磁波产生共振。
原子核具有磁矩，这意味着有些原子核就像条形磁铁，在外部磁场的作用下会发生偏转。 这些原子核不可能有偶数个质子和中子，例如 12C 和 16O，因为它们的基态自旋为零且没有磁矩。 我们可以使用的原子核应该具有非零角动量，从而存在非零磁矩。 常用的原子核有 1H、13C、15N、19F、31P 等。
现在对这些具有磁矩的原子核施加外部磁场。 经过一轮计算，会发现不同磁矩指向的原子核分裂成不同的能级。 阶跃差与所施加的磁场成正比。 这被称为原子核的塞曼效应。
由于能级分离，在两个能级之间跳跃是很自然的。 在外磁场中向原子施加电磁波，当电磁波的频率相当于塞曼能级差时，就会发生共振。 实验上，可以通过施加电磁波一段时间然后去除，观察样品的横向磁化率信号来判断是否发生共振。
简易核磁共振装置示意图，其中1和2用于产生50Hz扫描外磁场，4用于产生射频电磁波
利用这种效应可以检测元素的化学环境，因为不同的化学环境会对外部磁场产生不同的屏蔽，使得原子实际感受到的磁场并不等于外部磁场。 如果所施加的电磁波的频率恒定，则达到谐振条件所需的外部磁场的强度将发生变化。 这个胶印就像化工集团的名片，是一一对应的。 对于 1H，我们一般以四甲基硅（TMS）的共振磁场强度为标准，通过样品共振时磁场强度变化的多少，我们可以知道样品中的 1H 属于哪个基团。
甲醇的核磁共振氢谱，横坐标是化学位移，从中可以看出甲醇有两个H
在现代医学中，核磁共振对于1H已成为一种非常有效的成像方法。 虽然很多人会听到“核”的变色，但其实MRI需要的只是射频电磁波。 其频率低于用于通信的微波。 与X射线或CT相比，转换后的辐射量非常大。 安全的。 当然，从核磁共振信号到图像，还涉及到一些其他图像信号处理的故事。 一般来说，就是利用梯度磁场获得不同空间频率的信号，然后利用傅里叶逆变换计算回实际图像。 这项造福全人类的发明还荣获2003年诺贝尔生理学或医学奖。
参考：
[1] 杨福家. 原子物理学。 第四版[M]． 高等教育出版社，2008。
[2]【老齐】MRI为何知道-哔哩哔哩
通过牧羊人