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相信大家都记得
《天下无贼》里剥鸡蛋的斗法名场面
摇玻璃杯剥鸡蛋
单手旋转剥生鸡蛋
我:教练我想学剥鸡蛋!
教练
:今天就教你
!蛋斗
答 :这主要是氢键在搞鬼。相对而言 ,立于棉、剥鸡不败麻等植物纤维制成的蛋斗衣服会比化纤 、羊毛、法中蚕丝制成的立于衣物更容易褶皱。棉、剥鸡不败麻的蛋斗主要成分是纤维素,而纤维素是法中由成百上千个葡萄糖单元构成的长链聚合物 。
可以看到,纤维素上有很多的剥鸡不败羟基 ,使得不同的蛋斗纤维素之间很容易形成氢键。而氢键是法中一种介于范德华力和化学键之间的分子间作用力,比较容易形成 ,也比较容易断裂 。当衣物叠放久了,纤维素之间的氢键就会断裂形成新的氢键,改变原来的结构,没法轻易回到原来的样子,宏观上看起来就是衣服皱了 。
洗衣服不仅会扭曲衣服,而且水分子也会让纤维素之间的氢键重构 。所以衣服洗完后要抖平整再晾 ,不然就会皱得没法穿出门。如果衣服实在是太皱了 ,可以用电熨斗来熨平。这其实是利用电熨斗产生的热蒸汽破坏纤维素之间的氢键,让纤维素恢复“阵型”后再重新生成氢键,从而让衣服恢复平整。
by 重光
Q.E.D.
答:首先我们来看一下鸡蛋的剖面结构图,不难看出 ,与蛋白紧密相连的结构是内壳膜 。
我们平时剥煮鸡蛋时所谓的“不好剥”,其实就是鸡蛋被煮熟后蛋白与内壳膜的连接仍旧紧密 ,因此剥壳时会连壳带蛋白一起被剥下 。那么要想让鸡蛋变得“好剥”,就得想办法让蛋白与内壳膜分离。那使用什么方法可以做到呢?
科学家曾研究过影响剥壳难易程度的诸多因素,发现在相同的条件下煮熟刚生产的鸡蛋和放置一段时间后的鸡蛋,刚生产的鸡蛋更加难剥。那放置的这段时间中鸡蛋发生了什么样的变化呢 ?通过检测蛋清的pH值,发现随着放置时间的增加,蛋清的pH值会稳步上升(由最初约7.5到最终约9.2) ,而且放置环境的温度对pH值的上升速率有影响,温度越高 ,蛋清pH值上升得越快(在4℃的放置环境下需要6天 ,蛋清的pH值从7.4上升至9.0;在24℃的放置环境下只需3天 ,蛋清的pH值就从7.7上升至9.2) 。那是什么原因导致蛋清pH值的上升呢 ?一种解释是刚生产的鸡蛋中,蛋清里含有较多代谢产生的二氧化碳,故而pH值较低 。并且此时蛋液填充相对饱满 ,使得蛋清与内壳膜接触紧密从而粘附力较大 。随着放置时间的增加 ,鸡蛋内的二氧化碳逐渐扩散至鸡蛋外并且伴随部分水分的散失,蛋清的pH值升高,同时导致蛋液的填充不如之前饱满,蛋清与内壳膜的接触不再那么紧密,使得粘附力降低 。粘附力降低了 ,煮熟后的鸡蛋自然就“好剥”了 。(不禁怀疑食堂早点卖的鸡蛋那么好剥是不是已经放了好久了)
到这里可能有的同学会问了,难道就必须要放个几天才能吃到“好剥”的鸡蛋吗?其实可能也没必要。因为我们已经知道增强蛋清的碱性就能在一定程度上使鸡蛋“好剥” ,那么如果在煮鸡蛋的过程增大外界环境的pH值 ,或许也能起到差不多的效果 。所以首先想到的是在煮鸡蛋的水中加一些小苏打,这样就能使水呈弱碱性 ,增大鸡蛋内的二氧化碳的扩散速率。
在鸡蛋被煮熟之后 ,为了能尽快享用,我们一般会用冷水浸泡以快速降温 ,其实这步操作同时也有分离蛋白和内壳膜的功能 ,其原因可能源于蛋白和内壳膜的热膨胀系数不同 。
综上所述 ,想得到一个“好剥”的鸡蛋 ,可以把上述方法结合使用,说不定煮出来鸡蛋的壳都能不剥自落
参考资料 :
[1] 鸡蛋
[2] Goodrum J W, Britton W M, Davis J B. Effect of storage conditions on albumen pH and subsequent hard-cooked egg peelability and albumen shear strength[J]. Poultry Science, 1989, 68(9): 1226-1231.
[3] Hale Jr K K, Britton W M. Peeling hard cooked eggs by rapid cooling and reheating[J]. Poultry Science, 1974, 53(3): 1069-1077.
by Eric
Q.E.D.
答 :这其实是铜表面的物质与食醋中的醋酸发生化学反应的结果 。
先为了方便观察,我们选取的食醋需要是无色的白醋 。五角硬币的材质是钢芯镀铜合金,硬币表面是由铜锌合金(即铜合金)组成,在硬币流通过程中,五角硬币长时间暴露于空气中,表面的铜 、锌被逐渐氧化为氧化铜与氧化锌。
当我们将硬币放入白醋中后 ,硬币表面的氧化膜首先与白醋中的醋酸电离出的氢离子发生反应 ,生成Cu2+离子 、Zn2+离子和水分子。锌离子在溶液中是无色的 ,而Cu2+离子在溶液中则是蓝色的(主要是水合铜离子的颜色) 。同时,当硬币表面的氧化膜与醋酸反应被消除后 ,被覆盖在下面的铜锌合金中的锌开始与醋酸反应。我们知道 ,铜锌合金又称为黄铜,表现为黄色,这也是五角硬币呈现黄色的原因 。当合金中的锌与醋酸反应逐渐减少后 ,合金会逐渐表现为铜的颜色——红色。而由于Cu的活泼性弱于H,铜不会与氢离子反应。
实际的结果是两种化学反应效果的叠加:随着氧化物与氢离子反应的进行 ,硬币表面附近铜离子浓度升高 ,溶液的蓝色逐渐加深;同时 ,铜锌合金中的锌被消耗,硬币表面由黄色逐渐变为红色 。硬币表面反射的红黄光穿过淡蓝色的溶液,再进入我们的眼睛,其实就相当于我们看到了某个红黄与蓝叠加色物质的反射光 。由颜色的叠加原理我们知道 ,淡蓝色与红黄色叠加正好就是粉红色 ,因此在将五角硬币放入白醋中一段时间后,我们就会在硬币表面附近看到好看的浅粉红色。
食醋中搓洗五角硬币是一个很好的翻新硬币的方法,氧化层与氢离子反应脱落 ,灰扑扑的硬币就会重新变得金光闪闪 。但是注意硬币不能在醋中浸泡过长时间 ,否则铜合金中的锌与酸反应脱落,硬币会变为红色。
最后,我们讨论的五角硬币实际上是中国人民银行在1999年和2005年发行的第五套五角硬币 ,最新的2019年版第五套五角硬币材质由钢芯镀铜合金改为钢芯镀镍,色泽也由金黄色变为镍白色。因为硬币材质发生了变化,我们之前的分析就无法简单的套用到新硬币上了。
参考资料:
[1] 铜合金列表
[2] 《中国人民银行就发行2019年版第五套人民币50元、20元、10元 、1元纸币及1元 、5角、1角硬币事宜答记者问》
[3] 镍
by Quesmark
Q.E.D.
答 :答案是只要水够深 ,多少都不会让轮船沉 。让铜片能够浮在水上的力是表面张力。在空气和液体的界面附近 ,表面的一层液体分子由于蒸发,间距会比下方的分子大。而在一定的间距 ,分子之间的作用力表现为相互吸引 ,这就是表面张力。这样,表面的一层水分子就可以被看成是一层张紧的薄膜,可以托住轻轻放在上面的轻小物体 。如果夏天的时候仔细观察池塘的水面,会发现水黾能够浮在水面上也是这样的原理(如图)。但是,肥皂水是一种表面活性剂,其主要成分(如硬脂酸钠)分子一头亲水一头疏水 ,会打破水表面已经张成薄膜的水分子之间的联系,降低原本的表面张力。当膜的强度被降低到一定程度,就会承受不住铜片的重力而使它沉到水底 。而让轮船浮在水面上的力则主要是浮力,根据著名的阿基米德定律,浮力和轮船排开水的重力相等 。因此只要轮船入水的深度足够 ,浮力就能稳稳地托住轮船。而轮船所受到的表面张力与浮力相比 ,则显得微不足道了。因此,加入肥皂水不能让轮船沉下去。不过 ,夏天快到了 ,也许可以抓一只水黾放在盆里试试肥皂水能不能让它沉下去哦 。
by 放线菌
Q.E.D.
答:看到这个问题,笔者不禁拿起手边的可乐大喝抿了一口。直接喝不香吗,用什么吸管?不过回到问题本身来。用纸吸管喝可乐会冒泡泡,其实是化学平衡在作怪。当二氧化碳(CO₂)溶于水时 ,在水中存在着如下的化学平衡:
根据国家标准,碳酸饮料中CO₂的含量应为正常状态的2倍以上 。25℃,一个大气压下,1mL水可以溶解0.759mL CO₂。正常状态的2倍以上 ,就意味着1mL 水溶解1.518mL以上的CO₂ 。好家伙 ,溶解的CO₂比水的体积还大 。由于CO₂很多 ,化学平衡使反应倾向于向右侧进行。当使用纸吸管时,由于纸会吸水,反应式左侧的水会减少,反应倾向于向左侧进行 ,就会释放出气体CO₂,形成气泡 。
用纸吸管时常常感觉吸管泡软,也是因为纸吸水 。那么为什么很多果汁店奶茶店都使用的纸质饮料杯 ,却没有出现这种现象 ?其实 ,纸吸管和纸杯常用的材质都是“卡纸淋膜纸”。这种纸符合食品使用条件 ,并且涂有PE膜,具有一定的防水性 ,常用在食品外包装上。纸吸管的防水性不如纸杯 ,其实与它的生产工艺有关。留心观察会发现,纸吸管的表面上有螺旋上升的条纹,这是因为纸吸管是用纸“卷”成的(不是吧这也能卷?)。表面上的这些条纹就是很多断面 ,这些断面就成了水分子入侵的突破口。尤其在吸食的过程中 ,水一遍遍在断面上来回冲刷,使得纸吸水更加严重。想要解决吸水问题 ,还需要从生产工艺上入手,这其中可能有技术 、成本、市场等更多深层次的问题,这里不作讨论。
最后 ,碳酸饮料含糖量很高,可乐虽好,可不要贪杯哦~
参考资料 :
[1]碳酸饮料
[2]卡纸淋膜纸
[3]CO₂在不同条件下的溶解度
by 老张
Q.E.D.
答 :声音的本质是空气的振动 ,多个声源同时发声,经过空气传播反映在某一点处也还是空气的某种振动模式 ,反映在物理上则是这一点处的压强随时间变化 。放置在声场(有声音传播的空间)中的薄膜可以感受到压力的变化,进而产生相同的振动 ,这就是接收声音的麦克风中膜片的作用 。人耳中也有一层叫鼓膜的薄膜起到类似的作用,从而使人能够听到声音 。
录音机根据原理不同可以分为很多种类 ,但是都可以归结成两种 :模拟录音和数字录音。模拟录音是指用麦克风的膜片记录空气随时间变化的压力,进而将其转化为有相同变化模式的某种变量记录到介质上。例如 ,磁带式录音机就是通过将膜片振动转化为电流,再通过电磁铁将变化的电流转化成变化的磁场 ,从而在磁性记录材料中留下相应的磁性痕迹。更古老的一种方式是将声音的振动模式记录为黑胶唱片上的纹路 。模拟记录的优点就是装置简单,缺点就是对于噪声的抵抗能力弱。另一种数字录音的方法则是对连续变化的压力进行取样,然后用离散的数字来代表每一点的压力大小。这样,需要记录的就是一串数字,而非连续变化的参数了。数字记录的优点就是抗干扰能力强,稳定性高,且以数字记录下的声音信号易于储存和处理 。不足则是声音信号的保真程度非常依赖采样的频率和精确程度 ,越清晰的记录需要存储的数据量就越多 。这就是为什么在从网上下载音乐时,不同清晰度的音频文件大小相差很大。
by 放线菌
Q.E.D.
答 :先给结论 :火焰的高度近似正比于可燃物的大小。
燃烧过程中火焰的形态 ,是燃烧学(Combustion Science)的研究范畴 。自然状态下的燃烧过程中,氧化剂通常是空气中的氧气。燃烧前 ,氧化剂和燃料是分开的,此后通过分子运动,两者混合并在一定区域内发生化学反应,发光放热 ,这样形成的火焰称为扩散火焰 。
下面我们对扩散火焰建立一个简单的模型 ,假设有一个直径为的圆孔,气体燃料以的速率向上喷出 ,气体的运动粘滞系数为 ,当燃料与氧气的浓度达到适当比例时 ,燃料才开始燃烧。燃烧理论表明 ,此时火焰高度由下面的公式决定 :
以上公式似乎表明 ,只要和足够大,也就是对流足够强 ,燃烧面积足够大,火焰就会足够高,真是如此吗?
实际上,有两个因素制约着火焰高度。首先,如果过大 ,气流将会从层流转变为湍流 ,此后提高火焰高度不会继续增加 。其次,如果燃烧面积过大 ,在燃烧表面上方就会形成一个个独立的对流原胞 ,公式中的近似为单个对流原胞的尺度。因此,火焰高度存在理论上限 。
当气流从层流转变为湍流时,,其中为系统的临界雷诺数 ,代入(1)得到: