清晨起來,刷牙洗臉,迷迷糊糊走到桌前準備早飯。從冰箱裡拿出一大盒牛奶,擰開瓶蓋,對準玻璃杯“噸噸噸”……
哎我天,倒猛了,牛奶四處飛濺,灑在桌子上和衣服上。
明明正年輕,怎麼就開始手抖了?奶叔這裡想告訴你,不是手不聽使喚,而是你倒奶的姿勢不對。
每天被短影片、科普文轟炸的你,怎麼能不懂點倒牛奶的氣壓問題和流體力學呢?
今天奶叔就跟你們詳細普及一下倒奶的科學姿勢。
我們經常在家裡存幾盒這樣的牛奶,早晨或睡前拿出來倒上一杯。這種長方體奶盒上通常有一個圓形開口。
仔細回想一下,你們平時倒奶時,是習慣開口向下、更靠近杯子,還是開口向上?
有點刁鑽了,就像回憶進公司大門先邁左腿還是右腿。
奶叔一般是選開口向下,就像偶爾在外面小酌一杯,要把酒瓶口斜插進杯子裡那樣。但是這樣做,奶就很容易到處灑。不相信的同學趕緊買一盒牛奶試試(輕度試驗,請勿浪費)。
為什麼開口向下倒奶,牛奶容易灑出來?有同學會說,因為流量大啊,噸噸噸噸,奶流直下。
聽起來好像沒什麼不對。但奶叔覺得事情絕不是這麼簡單。
果然,在查閱了資料後發現,這裡還涉及到空氣動力學。
當開口向下倒奶時,盒中的牛奶比較多,這時牛奶會完全覆蓋住開口。一些牛奶流出後,牛奶盒內部的空氣壓力就會低於外部的大氣壓,如果你不擠壓牛奶盒,此時的壓力差就會把牛奶往回推。
外部的氣壓把牛奶往回推,你又想把牛奶倒出來,兩個力一較勁就複雜了……
反過來,如果盒子的開口向上,牛奶就不會完全覆蓋住開口,盒子裡的牛奶上方一直有空氣進入,且與外部空氣連通、壓強一致。
此時,牛奶可以在重力作用下平穩流出,就像在用敞口的玻璃杯倒水一樣。
換句話說,正確的倒奶姿勢是開口向上……千言萬語不如一張圖清楚。
牛奶盒開口朝下倒奶,為什麼容易四處灑?其實上邊的解釋還不是很具體。
為了弄明白這個問題,理科渣的奶叔專門複習了一下中學物理,想起來一個標準大氣壓的威力是1.013×105帕,即每平方米的大氣壓都有1.013×105牛的力。
各位也可以回想一下物理課上的經典實驗:
一個裝滿水的玻璃杯,用一張紙把開口完全覆蓋住,然後把玻璃杯和紙倒過來,由於大氣壓的作用,水並不會掉下來。
但水和空氣的接觸面並不是絕對平坦的,也就是說,有一部分水向下走,相應地,空氣就會趁機向上移動。
在倒奶的過程中,進入盒子的空氣與外界空氣隔開,形成氣泡上升到盒子裡牛奶上方的空氣層,使得紙盒內的氣壓與外邊的氣壓達到平衡。這些不斷形成的氣泡造成盒子內氣壓波動,發出“噸噸噸”的聲音,並造成盒子震動和牛奶飛濺。
這時,如果開口太小的話,牛奶就很難流出來,除非你用力擠壓盒子。
因為倒奶時,空氣和牛奶兩種流體混合,混合體的表面張力得以增加,張力勝出、孔太小,液體就會留在上方不動。
據說這個關於較重流體倒出的原理叫“瑞利-泰勒不穩定性”,在天體物理學中有很多應用……
說到這兒,奶叔很想回高中向物理老師磕頭謝罪。
簡單來說,如果你用開口向下的方式倒一盒滿滿的牛奶,奶只能以“瑞利-泰勒不穩定性”流出。不穩定,所以到處飛濺。
所以,以後倒這種長方盒、有圓形開口的牛奶時,最好讓開口衝上,留出一道縫隙讓空氣進入。有點像做人,最好給別人留出餘地,讓人能夠喘息(扯遠了)。
或者想避開這道選擇題,你可以買這種開口的牛奶,怎樣倒奶,牛奶也基本不會完全覆蓋住開口。
當我把這一重大發現跟辦公室同事分享時,角落裡弱弱地傳來一個聲音:你買瓶裝奶不就行了……
至少咱們掌握瞭如何科學倒奶的正確姿勢。
奶粉們,瓶裝奶和盒裝奶你選擇哪個?