牛奶奶三进问答专栏，小可乐何以嗟叹无缘？| No.158_风闻
中科院物理所-中科院物理所官方账号-2019-06-07 15:27
原创：中科院物理所
一个圆圆滚滚，一个方方正正；
一个是肥宅必备，一个是健康专属；
若说没奇缘，今生偏又遇着他；
若说有奇缘，说没有就是没有！
咋就不信呢？
”牛奶“”可乐“一相逢，便产生问题无数！
不信你看！
经济学：为什么牛奶装在方盒子里可乐却装在圆瓶子里？
哲学：可乐加牛奶是可乐味的牛奶还是牛奶味的可乐？
自然科学：可乐遇到牛奶出现沉淀是什么原理？
（哎，想不通，还是老老实实看问答吧）
1
Q
为什么全身表层就嘴巴是鲜红的呢？
by Nietzsche.
A
皮肤分为表皮组织和真皮组织。表皮是指皮肤表面的皮层，它具有使皮肤免受来自外界因素伤害的作用。表皮下面是真皮层，有很多微细血管和神经分布在这里。与其它部位皮肤真皮层的血管相比，嘴唇真皮层的血管分布更多。同时，嘴唇的表皮特别薄，比较透明，血管透过表皮使嘴唇呈红色。
但是在缺氧的条件下，嘴唇就不是红色的了。这是由于血液中红血球含有的血红蛋白负责运送氧气，如果其氧化程度过低，会使血液呈暗黑色。
By 煦天
2
Q
高压锅煮饭为什么快？
by 智胤
A
煮饭的本质是指将食物跟热源进行热交换作用，在煮饭时，将水和食物混合加热，通过水导热到食物当中，将食物做“熟”。液体沸腾时其沸点是液体饱和蒸气压等于外界压强时的温度。在正常大气压下水的沸点是100℃，但是在高压锅中，由于人为制造了一个密闭的空间，使得锅内压强高于正常大气压，从而水的沸点可以超过100℃，因此，水与食物之间导热更快，煮饭的速度也就更快些了。
By Nuor
3
Q
雨天汽车经过低洼时，为什么车速快时比缓慢行驶更容易使水溅到路人身上?
by ソ尐様ルδ
A
两个原因：
1、飞驰的汽车在刚遇到低洼时的运动可近似的看作平抛运动，这时轮胎在一瞬间离开了地面。而轮胎以及减震器中的弹簧由于汽车的重力是一直发生着变形的，在不和地面接触时它们会立即恢复原状，两者叠加的恢复速度是非常快的，从而会溅出很大的水花飞向四周。这就类似你拿一块石头将它抛入水里会溅起水花，而轮胎的形状特点使得大量的水花溅向两侧。
2、车速大时，轮胎旋转迅速，导致附着在车胎上的水以很快的速度被甩出，水滴可到达的范围变大，如果没有被车胎挡板挡住，就有可能甩到你身上啦。
By 煦天
4
Q
为啥同样是乌云密布有时候打雷有时间却不打呢？
by 迷途
A
打雷是由于雷雨云中正电荷区和负电荷区之间的电场大到一定程度时，两种电荷要发生中和并发生放电。此时会发射出强烈的光，产生闪电。电的通路上会产生高温，使四周空气因剧烈受热而突然膨胀，云滴也会因高热而突然汽化膨胀，发生巨大的响声，这就是雷鸣。同理，当带电云层运动时，地面相对应的地方产生感应电荷，若云层与地面或地面高大物体间距离较小，则云层与物体间的空气会被击穿产生雷电。
通常，大气是不导电的。打雷需要云层之间的距离足够近，此时云层携带的电荷量形成的电场强到足以击穿空气。而大气的击穿阈值与空气湿度还有关系。湿度越高越容易被击穿，这就是为什么夏季更易打雷的原因。有时会出现只闪电不打雷的现象。这是由于闪电传播的距离比雷声的远。等雷声传到我们这里时已经听不到了。
所以，打雷光有乌云是不够的，还有需要云层距离足够近，电荷量足够大，空气足够湿以及打雷处距我们比较近。
By 煦天
5
Q
可乐遇到牛奶出现沉淀是什么原理？和牛奶里加食用盐，盐析蛋白质是一个原理吗？
by 綦麒
A
牛奶中80%的蛋白质是酪蛋白，酪蛋白在pH值低于4.6时会沉淀。可乐因为配料中含有磷酸，其pH值大约在2.5左右，所以可乐和牛奶混合会使酪蛋白沉淀。这和牛奶里加食用盐，使蛋白质析出不是一个原理。盐析现象的解释要用到胶体的概念。牛奶中含有大量蛋白质颗粒，是一种胶体，其中的酪蛋白颗粒带负电。胶体之所以能维持稳定，是因为同种胶体粒子所带电荷相同，有静电排斥力，胶体粒子不易聚集；并且胶体粒子表面的溶剂化层相当于胶体粒子的“保护伞”，胶体粒子相互靠近时，“保护伞”因挤压而变形，产生的弹力会使胶体粒子相互远离。但是向胶体中加入大量无机盐时，会吸引大量水分子与这些无机盐离子水合，破坏了胶体离子表面的溶剂化层，并且无机盐离子会和胶体粒子所带的电荷中和，在这两种因素的影响下，胶体就会聚沉，这就是盐析现象。从上面的分析可以看出，盐析并不会改变蛋白质的空间结构，蛋白质重新溶解后仍然具有活性，所以盐析可以用来提纯蛋白质。
多说一句，盐析和铜盐聚乳是不一样的，铜离子是重金属离子，可以和蛋白质形成化学键，这样就破坏了蛋白质原有的结构，使蛋白质变性，这一过程是不可逆的。
By 重光
6
Q
为什么自由落体运动时物体总是重的一面先落地(假设高度足够)？如果没有空气还会出现这种情况吗？？
by 匿名
A
如果没有空气的存在确实不会出现这种情况，由于物体在做加速运动，我们在非惯性系中考虑问题比较方便。以我们选择一个两端装有两个重量不同的小球的轻细杆为研究对象。首先假设没有空气阻力的存在，我们选择做自由落体的坐标系为参考系，在给两个小球施加惯性力后我们发现整个系统各处所受重力都被抵消，所以也就不会发生旋转。
那为什么有空气阻力就有旋转呢，选用和前面相同的模型。这时考虑空气阻力的作用，同样选择一个非惯性系，在这个参考系中模型的质心保持不动，我们把它选为参考点。由于惯性力也正比于质量，所以惯性力和重力使整个体系力矩为零，不发生转动。对于空气阻力，尽管两个小球收到的阻力大小相同，但是两处阻力对应的力臂不一样大（重球力臂小，轻球力臂大），所以产生的力矩不一样大，总效果使轻球向上转，重球向下转。最终使得重的一端在下，轻的一端在上。
By Nothing
7
Q
量子力学在实际生活中有哪些应用？
by
A
量子力学看起来很违背常识，高深莫测，但是生活中到处都用到了量子力学原理，毫不夸张的说，如果没有量子力学就没有今天的生活。下面列举一些典型的运用：
1、激光：激光器中的电子受激发跃迁到高能级，高能级的电子在特定光的影响下会集体向低能级跃迁释放大量光子，从而实现光放大。激光具有高亮度、高单色性、高方向性和高相干性的特点，在实际生活中有大量应用。
2、核磁共振成像：核磁共振成像利用核磁共振来确定物体内原子核的位置和状态，从而绘制物体内部的结构，在物理、化学和医学中都有大量应用。具体原理参考问答第136期。
3、太阳能电池：太阳能电池可以将太阳能转化成电能来获得清洁能源，太阳能电池可以看做一个PN结，当光照在太阳能电池上时会产生电荷-空穴对，在PN结内建电场的作用下电荷空穴会分离开，这样当外部电路接通后就会产生电流。
4、计算机：计算机强大的威力众所周知，它的核心部件是晶体管，而晶体管自身要用到大量半导体材料。对半导体材料性质的研究必须要用到量子力学，不然我们甚至无法区分绝缘体，导体和半导体。
以上所列只是量子力学应用中的冰山一角，有兴趣的读者可以查阅更多资料。
By Nothing
