尼亚加拉稻草
2017-06-14
飞碟探索 2017年6期
提出这个问题的人可能会被国际尼亚加拉委员会、国际尼亚加拉管理委员会、国际联合委员会、国际尼亚加拉董事会工作委员会找麻烦,很可能还包括圣劳伦斯河适应性管理委员会。与此同时,地球可能会因为这个问题中假设的情况而被毁灭。
好吧,这并不完全正确。对于这个问题描述的场景中存在的风险,真正显而易见的答案是:“尼亚加拉瀑布不适合通过一根稻草。”
液体通过某物时,流体的流速是有极限的。如果你泵送流体通过一个狭小通道,流体会加速。如果此处的流体是气体,当气体在窄缝中的流速达到声速时, 它会“噎住”。此时,气体在缝隙中将不能流动得更快。不过,你仍然可以通过增加压力的方式,使每秒通过窄缝的流量继续增加,这会进一步压缩气体。

对水而言,使其阻塞还有另一种原因。当一种流体快速通过某个通道时,由于遵循伯努利原理,流体中的压强下降。水总是“想”沸腾,却被气压压在一起。如果压力不足,水中就会产生沸腾的蒸汽。这被称为空化。
当水被迫高速通过一个通道时,空化气泡使其在整体上变得不那么致密。增大压强,试图让它更快地通过,只会使它沸腾得更快。即使水和蒸汽混合着以更快的速度流动,这也会使得通过通道的水的总量持续上升。
水流速度的另一个限制来自声速。我们无法用增压的方式使通过通道的水流加速至超过声速(在水中的声速)。如果你尝试使水的速度达到那种程度,那么通道的转弯处对它而言将是毫无用处的,因为水实在是有些重。……
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