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脑洞猜想!在月球上,我们可不可以用吸管把液体吸入口中?

脑洞猜想!在月球上,我们可不可以用吸管把液体吸入口中?
2019年09月22日 01:44 天文在线作者:天文在线

  网友提问:为什么在月球上不可能用吸管把液体吸入口中?

  答:因为在月球上没有所谓的“吸”力。

  脑洞猜想!在月球上,我们可不可以用吸管把液体吸入口中?

  当你把水吸上吸管的时候,事实上并不是你把水引上吸管。你所做的只是把口中一部分空气驱离,造成了口中轻微的低气压。由于杯子里的水时刻被空气挤压着,这时水就被压着沿吸管向上移动,进入口腔,直到气压差达到平衡。

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  你可以做一个有教育意义的实验,但我能告诉你将会发生什么。实验过程如下:

  准备一个带盖的杯子和吸管。

  装满水。

  现在,用玻璃水槽的防水填料来密封杯盖和杯子之间、吸管和杯盖之间的缝隙。吸管中如有小气孔,也将其密封。等待填料风干。

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  图解:如果管子一直连通水面,大气压只能通过水面传到管子内

  试着轻轻吸一小口。再试一次。接着稍微用力吸一口。不要太用力,不然你会伤到自己。

  如果空气无法进入杯子,就没有压力把水挤压上吸管。当大气压使吸管有所凹陷时,杯子里的水可能会往吸管上移动一点点,但最多也就只能这样。即使你在吸管上连接一个工业真空泵,也没办法吸出一滴水(除非你收集水蒸气)。由于这种环境下只有大气压进入吸管中填充空缺,不存在“吸”力,不可能会吸得出水。

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  图解:拔出水面后,大气压就通过管子传到了管内的低液面,低液面升高,作用面也升高

  同理,在月球上(加压环境外)没有气压,所以吸管无法起作用。

  也不是完全不可能......

  然而,要做到用吸管吸水,你的压力服中需要有一整套完备的系统,或者说你要呆在加压环境中。

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  究其原因,有以下三点:

  首先,只有在吸管内的气压低于吸管外作用于液体的气压时,液体才能被吸上吸管中。否则液体就只能留在原位,或者顺势而流。

  第二,月球上的大气压只有地球上海平面处大气压的 0.0000000000003%。这远远低于我们人类“空”肺内的气压。任何人如果尝试离开加压环境中用吸管喝水,都将几乎立即引起严重的健康问题,因为尽管肺隔膜拼命阻止,肺内的空气也会离开肺部,以使肺内外气压达到平衡。

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  第三,上面第二点原因是基于液体能在300毫微帕斯卡的气压下保持液态的假设上提出的,事实上这并不可能。任何一种已知液体(当然也包括某个疯狂的人想在月球上离开加压环境喝的任一种液体)在降压过程中都会在气压远未达到300毫微帕前蒸发掉。

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  图解:可屈曲的塑料吸管

  我们之所以能用吸管“吸”液体,是因为作用在液体上的大气压(在瓶内或瓶外的)足够高,并且我们自己通过“吮吸”使喉部变成了低压区,从而液体能被“推”上吸管,进入喉咙。但在月球上,气压极低,不足以让我们吸起液体。况且,为了吸液体,你可能要脱掉宇航服,这做法显然有失妥当,因为当你尝试去用吸管吸液体时,你的生命也将被“吸”走。

  吸管原理

  吸管主要利用大气压来实现,在大气环境下,当吸管一端插入液体,另一端抽走吸管中的空气或液体后,管内压强降低至低于大气环境的压强,使吸管外部大气压强作用于管外液体表面,将液体推进吸管中以使管内压力与管外气压平衡。

  参考资料

  1.Wikipedia百科全书

  2.天文学名词

  3. forbes-C Stuart Hardwick-零零

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  翻译:天文志愿文章组-零零

  审核:天文志愿文章组-

  排版:零度星系

  参考资料

  1.WJ百科全书

  2.天文学名词

  3.原文来自:https://www.forbes.com/sites/quora/2018/01/08/why-drinking-straws-dont-work-in-space/#202cedab3c87

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