为什么飞机窗户玻璃下面总是有个小孔？| No.417

每次坐飞机

想要欣赏窗外美景的时候

你是否也观察到了这个设计了呢？

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1.注射死刑用的是高浓度氯化钾来破坏心肌电传导，那为什么不能用高浓度氯化钠呢？

2.为什么热油锅里沾水会炸？

3.为什么大型客车或者货车停下的时候总有轮胎泄气的声音？

4.纸放久了会变黄 ，墙上的瓷砖放久了会变黄，衣服鞋子放久了也会变黄。明明都是材质完全不同的东西，为什么大部分东西的最终归宿都是变黄呢？

5.为什么人类的牙齿会有蛀牙、口臭、疼痛等各种问题，而一些动物却很少有这种烦恼？

6.为什么飞机窗户上有两层玻璃，而且中间有间隔，最靠外的玻璃上有个小孔？

7.为什么西瓜籽总是分布在西瓜的中间地带，而西瓜中心以及靠近西瓜皮的位置几乎没有西瓜籽？

8.为什么热气体在光的照射下会有影子，或者能直接被观察到，如飞机加速起飞时我们可以看到引擎后方的热气流?

Q1

注射死刑用的是高浓度氯化钾来破坏心肌电传导，那为什么不能用高浓度氯化钠呢？

by 匿名

答：

在执行注射死刑时需要三种药物：硫喷妥钠（或异戊巴比妥），有镇静催眠作用可以使人失去意识；肌肉松弛剂，麻痹肌肉包括呼吸肌，阻止犯人的自主呼吸；氯化钾，高浓度氯化钾有毒性，可以干扰心脏的电活动，导致心跳停止。整个过程通常在一到两分钟内完成，属于典型的“闪电式死亡”。

血钾过多会让心肌细胞电势低于正常水平，如果没有负电势，心肌细胞不能收到刺激引发收缩。正常血清下钠离子占阳离子的92%，浓钠会导致血清中钠离子与渗透压浓度迅速上升引起细胞缺水，导致肺水肿，并不会直接作用于心脏，不仅持续时间长且不一定会致死，于犯人而言也更痛苦折磨。

参考资料：

Potassium IV (Best Practice Guidelines)

by 蓝多多

Q.E.D.Q2为什么热油锅里沾水会炸？

by 烃雨

答：

油锅沾水会炸是因为水的沸点比油低水的密度比油大，此时水会迅速汽化和体积膨胀发生爆裂的现象。当水滴入热油中，水的密度比油大，会沉入油中，由于水的沸点低于热油的温度，水会立即开始汽化。这个过程非常迅速，导致水蒸气在有限的空间内体积急剧膨胀。由于气泡内的压力迅速增大，当达到一定程度时，气泡会在油中破裂，这个破裂过程伴随着爆炸声和油花的溅起。

by opzk

Q.E.D.Q3为什么大型客车或者货车停下的时候总有轮胎泄气的声音？

by 匿名

答：

当大型客车刹车停下时我们经常能听到放气的声音，仿佛轮胎漏气了，但实际上这是大型客车或货车的正常刹车现象。和我们常见的小型汽车的制动系统不同，大车采用的是气刹，而不是油刹。虽然会产生很大的放气的噪声，但对于体积大的车辆而言，气刹的制动效果更好，大大保障了安全。

要实现气刹，大型客车首先需要压缩空气，如下图所示，车子需要能存储高压气体的储气罐。当大车驾驶员踩下刹车踏板时，瓶内被压缩的高压空气被放出，以较大的流速冲向低压区，经过管道流入刹车泵，从而带动一系列的刹车装置，让车轮的速度迅速下降，从而实现刹车的效果。我们听到的放气声也就是制动系统中的高压气体流动的摩擦声。

by 小线

Q.E.D.Q4纸放久了会变黄 ，墙上的瓷砖放久了会变黄，衣服鞋子放久了也会变黄。明明都是材质完全不同的东西，为什么大部分东西的最终归宿都是变黄呢？

by 匿名

答：

这个问题有科普博主之前回答过，笔者在这里总结一下答案。总的来说就是氧化+颜色的微观机制的结果。

纸张变黄是因为其中长链纤维素的羟基被空气氧化变成酮；瓷砖变黄可能是上面附着了油脂一类的高分子，氧化呈现黄色；衣服和鞋子变黄可能是蹭上了你的汗液和污渍，也可能是布料中的荧光剂在洗涤和晾晒中没了，布料中的抗氧化剂2,6-二叔丁基对甲酚会被空气氧化变成3,3,5,5-四叔丁基-4,4'一芪醌[1]等一系列物质就变黄了。

万物变黄基本都是氧化的结果。那么氧化为什么会变黄呢？是因为颜色的微观机制。我们看到物体的颜色是因为物体吸收了这个颜色的互补色的光，反射了其他光。会吸收特定颜色的光是特定能隙的电子跃迁的结果。白色物质是因为其要吸收的光能量太高，在紫外线范围内，肉眼看不到认为其是白色。

而氧化后，通常会引入碳碳双键和三键，容易形成共轭体系。根据前线轨道理论，有机物的电子跃迁是前线电子从HOMO(最高占据分子轨道)到LOMO(最低未占据分子轨道)的跃迁为主，分子中的单双键交替越多，共轭体系越大，电子发生π-π*跃迁所需要的能量越小。

不同共轭体系前线电子从HOMO到LOMO的跃迁能量（图源参考文献[1]）

本来吸收紫外光的物质能够吸收的光的能量小了一点，到了可见光中的紫光，那么显现出来，就是紫色的补色-黄色。[1]

万物变黄实际上是万有机物变黄，是因为现在我们生活的环境中有机制品无处不在，从这还可以悟出石油为什么那么重要（跑题了）。如果你关注的是金属，那就不一定是变黄了，例如最常见的铁的归宿是红色青铜器的归宿是绿色。

by opzk

Q.E.D.Q5为什么人类的牙齿会有蛀牙、口臭、疼痛等各种问题，而一些动物却很少有这种烦恼？

by 匿名

答：

好像确实没见过动物刷牙的，那他们不用担心口腔问题吗？作为一个无宠物人士，抱有这种想法的确是很天真了。但其实很多宠物都需要主人来为它们的口腔问题担忧。和我们人类一样，宠物猫、狗也经常遇到牙齿问题，当我们或宠物们的食物的含糖、含酸量较高，或者刷牙不干净等让食物残渣留在牙齿上，造成细菌滋生，牙齿就很容易损伤了。

所以我们需要人类需要注意牙齿清洁，主人们也需要定期为宠物刷牙或洗牙。

但对于很多野生动物来说就是全新的情况了。鲨鱼对牙齿坏了的态度最为利落，虽然它们在捕食的时候经常损伤牙齿，但它们有多排牙齿而且几乎每周都能更换新牙齿，完全不用担心牙病。对于兔子等啮齿动物，我们都知道他们的牙齿很长，和鲨鱼类似，它们也拥有牙齿终身生长的能力，损坏的部分直接被磨掉，留下健康的部分。

对于食草动物，它们的进食过程本身也是一种刷牙，因为高纤维植物的硬度较大，能够清洁牙垢。而某些食肉动物通常是大口撕咬肉块，而不会细细咀嚼，而且由于食生肉，口腔细菌的含量也很低，所以牙齿不易损坏。

by 小线

Q.E.D.Q6为什么飞机窗户上有两层玻璃，而且中间有间隔，最靠外的玻璃上有个小孔？

by

答：

题目中的描述存在一些问题，飞机的内层窗户外还有两层窗户，所以说飞机窗户一共有三层 ：内层、中层和外层玻璃，而小孔其实是位于中层玻璃上。

在高空中，气压比较低，人体机能往往是无法正常工作，因此飞机内外气压差异很大，飞机的窗户也承受着较大的压力。内层窗户的密封并不严，加上中层窗户上小孔的存在，让中层玻璃和外层玻璃间的气体能通过内层窗户与客舱中的气体流通。所以在正常的情况下，外层玻璃几乎承担了所有的压力。

根据下面的飞机窗户结构图也可以看到外层窗户的设计很复杂，就是为了增加强度抵抗压差。而小孔的存在有利于降低中层玻璃受到的压力，当外层玻璃爆破时，中层玻璃仍然能够起到一定的抵抗内外压差的作用，以防乘客被吸出窗外。这个小孔的设计也能避免玻璃上产生雾和霜，因为玻璃间空气的流动时能够让空气中的水汽凝结在通气孔附近，而不是在玻璃上起雾或霜。

by 小线

Q.E.D.Q7为什么西瓜籽总是分布在西瓜的中间地带，而西瓜中心以及靠近西瓜皮的位置几乎没有西瓜籽？

by 匿名

答：

西瓜最好吃的部分当然是最中心的部分啦，夏天面对刚切好的西瓜，第一口咬在尖尖上的体验是最好的，又甜又没有西瓜籽的困扰，那为什么靠近中心的位置没有西瓜籽的分布呢？

西瓜是边缘胎座，种子集中生长在子房壁的内壁，子房壁特化形成了特别厚的肉质假果皮，西瓜的子房里面分成了很多个室，每个室里面有胚珠，后来发育成了西瓜籽。在膨胀生长过程中，西瓜籽不会向内部正中心聚集，所以西瓜的正中心很少有西瓜籽，而西瓜籽主要分布在周围果肉部分，靠近外部瓜皮部分糖分等营养较少，种子分布也较少。

所以，如果有人把最西瓜最中心位置的部分让给你吃，这一定是真爱了！

by serendipity

Q.E.D.Q8为什么热气体在光的照射下会有影子，或者能直接被观察到，如飞机加速起飞时我们可以看到引擎后方的热气流?

by 匿名

答：

这是由于光的折射。密度变化会影响光的传播速度，进而导致光线的折射。对于受热膨胀的空气，由于密度的降低，空气对光的折射率随之减小。当光线通过温度梯度较大的空气层时，会发生多次折射。

这些折射导致我们看到的物体位置和形状发生变化，从而看到了热气流，所谓的影子也是由于光的折射，把光从原先的位置折射到其他地方去了，那么原来的位置就没有光了，自然形成了阴影。

by opzk

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蓝多多、opzk、小线、serendipity

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编辑：Gyoku