電影《三傻大鬧寶萊塢》中曾有過這樣一段劇情:在一名男子撒尿時,一群調皮的小孩在地上放上了一根通電的導線,結果男子在尿尿過程中,電流透過尿液直接流過人體,導致該男子觸電。當然,這畢竟是電視劇中設計的劇情,不一定符合事實,但在現實生活中有不少調皮的男生在撒尿時總愛對著各種目標,那麼如果真的尿到了帶電物體上,那麼真的會觸電嗎?
向帶電物體撒尿時人體是否會觸電主要與以下幾個因素有關
尿液是否導電尿柱是否連續流通電流是否足以使人觸電溶液是否導電主要看溶液中是否存在離子,而尿液中的成分主要為:水:95 %、尿素 :1.8 %、尿酸:0.05%、無機鹽:1.1%,尿素尿酸以及無機鹽在水中都會電離,因此,從導電性的角度來說,尿液是肯定符合的。
那麼想要想要導電,就必須要形成一個閉合的迴路,因此空中尿液的連續性是一個非常值得探討的問題。
很多人可能都會有這種發現,無論是人體撒尿,還是水龍頭中流出的水流,如果達到一定的高度,那麼原來柱狀的水流就會分離,形成很多離散的水滴,那麼為什麼會產生這種現象呢?
為什麼連續的尿液下落會被自然分散水龍頭流出的水流之所以會產生這個現象,其中的一個原因是由於水流在自由落體過程中,隨著下落時間的增長,水流速度也會逐漸增大,於是相鄰水顆粒之間的下落路程之差也會逐漸增大,從而使原本相鄰的水滴之間分離,形成獨立的水顆粒。
而撒尿過程中,尿液的運動屬於平拋運動或者斜拋運動,無論是平拋運動還是斜拋運動,它們在水平方向上的間距雖然一直保持不變,但在豎直方向上都屬於自由落體運動,因此在豎直方向上的距離也會被逐漸增大,從而使尿液開始間斷。
另外,尿液中產生的表面張力同樣也會使連續的尿流變為分離的尿滴,這種現象也被稱為瑞利不穩定性。之所以會產生這種現象,是因為流體結構非常的不穩定,當柱狀的流體在受到外界的干擾時,會出現粗細不均勻的狀況,而不同粗細的位置會產生不同大小的表面張力,表面曲率越大的位置,表面張力越大,使受力平衡被打破,在表面張力的作用下,液體柱就會被分離。
左圖為穩態,右圖為水柱干擾後狀態
瑞利不穩定性會使水柱分離
水柱越細,越容易產生瑞利不穩定現象。所以,我們所撒的尿液一方面由於自由落體運動導致相鄰液滴路程差加大而分離,另一方面由於瑞利不穩定現象的產生也促進了液滴的分離。
對著帶電體撒尿真的會觸電嗎?那麼什麼樣的高度液滴之間會發生分離呢?國內也有學者做過相關實驗。他們將收集的尿液利用導管來模擬人體小便,並嚮導線通入220V的電壓,結果發現,當尿液流出高度與導線之間的高度差為30cm時,是有電流流過的,這說明此時的尿液流動是連續的。
而當把高度提升至成年男子平均撒尿時的高度時,這時尿液的已經非常明顯的都被分散了,此時整個電路中也並沒有電流流通。結果表明,一般情況下,向220V電壓的導體尿尿觸電機率是很小的。另外他們還向一段一米長的導管中注滿尿液,並接入220V電路中,結果顯示,該電路中的電流僅為0.9毫安。而人體的最低安全電流為10毫安,因此,一名成年男子向帶電體撒尿時觸電的機率還是比較小的。
但這種實驗條件主要是模擬成年男子撒尿的情形,如果是小孩或者是女生向帶電體中撒尿,風險性將會大大增加,畢竟在高度30cm測試下,一個LED燈都能被點亮。
最後從理論上來說,一個正常成年男子向220V帶電體撒尿觸電的可能性很小,但如果撒尿的距離變小時,觸電可能性會大大增加,所以與實際的尿尿姿勢有關,千萬不要所以嘗試,另外如果是小孩子或者女生,那麼此行為更加危險。
觸電有風險,尿尿需謹慎。