@ 2016.03.01 , 18:32
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WHAT IF: 瀑布走吸管

如果让尼亚加拉大瀑布全部通过一根吸管会发生什么事情?(这个问题来自于我在亚马逊上读到的一则某买家对一款小熊软糖掏心掏肺的吐槽,见文后附录。)
——Davi Gwizdala

题干中的事情,会让「尼亚加拉瀑布管理委员会」、「尼亚加拉瀑布国际联席会议」、「尼亚加拉瀑布劳工委员会」和「五大湖之圣劳伦斯河流管理委员会」的人找你麻烦。然后顺便把地球再毁灭一次。

[-]
我们按常规把「委员会与地球比」控制在 3 以下。

好吧,正确回答应该是「尼亚加拉大瀑布无法通过一根吸管」。

液体在容器里的流速是有极限的。如果你把液体从一个小开口泵出,液体流速会增加。如果流体是气态的(气体也是流体的一种,奇怪吧,其实这在世界上并不奇怪,这个世界本来就是很奇怪的。),当流动速度超过音速的时候,液体会被呛住,出口的速度无法再提升,虽然你可以提高压力获得很多的单位质量流出,但那实际上是压缩了气体本身。

对于水来说,它一样会被呛住,但原因略有不同。当液体流动达到一定速度后,根据伯努利定律,液体内部的压力会降低。液体总是在希望自己能嗨到沸腾,只是大气压强迫它们暂时挤在一起。如果压力不够大,液体内部就会产生水蒸气的小气泡。这种现象叫做「气穴现象」。

当水体高速通过一个敞口,气穴造成的气泡降低了水体的密度。如果加压增速,其实是在加速液体沸腾。这保证了液体可以整体通过敞口,而不是在更高速度下直接汽化。

音速是水体流速的另一个极限制约。你不可能把水体加速超过音速通过一个敞口(这有点像堵车,你往公路上增加更多的车不会让车流更快,虽然这个比喻有点不合适,但基本就是这个道理。一想到有人想用推土机往公路上怼汽车解决拥堵我就想笑)。但液态水很难达到这个临界点,因为音速在水体中是非常快的速度。如果你的水体达到一定速度,那么它会无视你的弯管,给你直接怼个窟窿跑出来。

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想起了微软的经典屏保。

所以,我们来算算尼亚加拉大瀑布要通过一枚吸管,需要多高的速度呢,是不是会高于音速?这很容易算出来,我们只需要知道尼亚加拉大瀑布的总体流量,和它需要流过的吸管截面积。

尼亚加拉大瀑布每秒最少流量是100,000立方英尺,这个数字是法律规定的最低流量。尼亚加拉供给给瀑布的流量是每秒292,000立方英尺/秒,但很多一部分被用来截流发电了,考虑到世界人民对瀑布截留的愤慨。法律要求供给瀑布哗哗的流量不能低于10万平方英尺/秒(夜间和旅游淡季减少到5万立方英尺/秒)。不过未来几年,瀑布可能因为设施维护而被真的截流,想想那画面也是挺美的嘛。

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一条常见的吸管直径约7毫米。为了求流速,我们将流量简单除以面积,如果结果大于音速,水流就会被呛住,那就有意思了。

100,000 cubic feetsecondπ(7 mm2)2=73,600,000 meterssecond=0.25c

你看,有点快啊,光速的四分之一呢。

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要呼叫水管工么?

往好的地方想,我们再也不用为气穴效应发愁了,因为水分子的速度已经达到可以和吸管内壁发生核反应了。当然,这样的高能情况下,什么都成等离子状态了,所以真的不用担心液体沸腾和气穴。

但事情还会更好玩,这场面的后坐力有点大,达到可以把北美大陆板块往南推。当然,这也能毁掉所有制造这奇观的设备本身。

目前还没有什么设备能把这么大量的水体加速到这种高速。粒子加速器可以把粒子加速到这样的速度,但它们只能驱动一点点气体罢了。你可以试着把水管子接到加速器上,往轨道里猛灌水,看看科学家们怎么弄你。

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干得漂亮,你让希金斯先生浑身湿透,体验到了核融合的快感!

最好玩的是,这道水柱力大无穷,超过了太阳播撒给地球的能量,其当量可比星辰,大地将被点燃,海枯石烂,民不聊生。

[-]

最后,我赌还有很多人会钻进酒桶里从瀑布上面往下跳(啤酒桶跳瀑是一个古老的传统)。

via [xkcd]

===== 附录 =====

亚马逊前情提要:

各位,文字已经无法表达我食了这些东西的惨况。这些软糖吃了真能上天啊!如果你是那种铁肠铜胃,那您慢用,如果不是,千万别学我嘴贱啊!

首先,单论其滋味,我给满分,软·甜·糯的不行。散发着水果的芬芳,让我感觉置身于烂漫郊野。但·是·啊,连啖了20粒后,画风突变,我从来没有经历过这样的人生跌宕,四肢婀娜抽搐、汗如倾盆雨下、腹绞似巨浪滔滔,魑魅般如见牛头马面。我也曾食了臭鱼闹肚子,但岂能和这阵仗相比?!

肚胀如怀一钟,但忆起祖上十八位贤人名号呼喊不已,声如裂帛碎釜,教鬼神掩耳……忽闻千万石腐栗糜黍滔滔而下,崔瀣激荡,弱犬闻之立毙。我也实在受不住这酸腐气,怕被自己的屎熏死。

你们以为拉就完了吗?NAIVE!随后而来的折磨,就像有人要把「尼亚加拉大瀑布从咖啡吸管里排出去」,我发誓我听到了我的八块的腹肌在悲鸣,盛开的菊花在哀嚎,花蕊里射出的是百分百的易燃液体,可做燃烧弹。我或许有点夸张,不过那是我第一次见识了大菊花的大潜能。

就这样闹了好几个时辰,呢!

总算消停了些以后,我感觉自己的身心受到了严重的侵犯,我怀疑从我体内喷射出来的东西里有我在10年前婚礼上吃的。

妈的这些看一脸无辜的小熊软糖,老子买了整整5磅!于是我把发生的事情告诉了一个憨大胆的妹子,妹子表示我的表述太过刻奇,于是欣然以身试糖,一把夺过我手里的软糖就往嘴里塞。

蠢萌娘啊!上文所述又在她身上重演了一遍,我记得她是哭着在马桶间里给我打电话,向我不断忏悔自己的鲁莽,因为那时候她也不知道自己能不能活着爬出来。

她家是蠢萌了一户口本啊!她妹妹觉得我们在扯淡,抱着糖糖就去上班了啊!5磅软糖我们只吃了1%,妹子的妹妹在建筑公司上班,同事有搬砖的,砌墙的,刷顶子的,拿小鞭子的等等,那天工地厕所发生严重拥堵,我都无法想象那些男男女女的工人们排队往一个地方喷屎的宏景。我特别可怜那些刷顶子的,梯子上他们是如何纠结自己应该爬下来还是跳下来的人生抉择。

对于已经购买这款产品的客户,我致意深深地祝福,但如果发生了什么事情,请不要Po出视频评测。

P.S. 我是个妹子,妹子也会拉屎,妹子的屎如花野芬芳,感谢大家的回复,让你们开心就好。


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TOTAL COMMENTS: 36+1

  1. 3076339

    怼字用的真形象

    [58] XX [1] 回复 [0]
  2. 逗比
    @1 year ago
    3076346

    住手233

  3. 王兴达
    @1 year ago
    3076350

    @sein
    友情提示,Niagara一般翻译为尼亚加拉,文中写成了尼加拉瓜
    ======
    谢谢,已改正!

  4. N米果
    @1 year ago
    3076354

    精华在附录

    [46] XX [0] 回复 [0]
  5. 3076355

    反正没看完

  6. 一头老牛
    @1 year ago
    3076356

    亚马逊那篇翻译我给满分!简直活灵活现!

    [121] XX [0] 回复 [0]
  7. 3076359

    上了网才发现原来其他省份也说噫和怼

  8. 觉醒的胖次
    @1 year ago
    3076360

    感觉最后才是本文精髓所在

    [39] XX [0] 回复 [0]
  9. 日人民报2
    @1 year ago
    3076363

    卧槽,煎蛋可以显示公式了?

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  10. lalalala
    @1 year ago
    3076365

    1/4光速, 估计引发的连锁反应会让太阳系在宇宙尺度上面闪耀吧……

    [28] XX [0] 回复 [0]
  11. 3076367

    NAVIE是想说Naive吗?

    通篇都翻译的绝赞!

    [16] XX [0] 回复 [0]
  12. 3076370

    @M: 笔误,谢谢!

  13. 3076372

    哈哈哈后文更好看啊哈哈哈哈,好翻译

  14. 蓝脚鲣鸟
    @1 year ago
    3076387

    附录部分太精彩了!

  15. 猫猫
    @1 year ago
    3076390

    附文翻译得很开心啊,另外感觉what if系列总是离不开等离子这几个字

  16. 3076462

    @日人民报2: 要不是你说还以为是图片…

  17. 邪恶的何老师
    @1 year ago
    3076482

    是尼亚加拉大瀑布,不是尼加拉瓜大瀑布。大瀑布在美加边界,而尼加拉瓜在中美洲,也没有大瀑布,两者一点关系也没有,英文的拼写也完全不同。

  18. 煎了个蛋
    @1 year ago
    3076504

    @日人民报2: 公式居然不是图片, colt又在偷偷加功能

  19. 3076552

    上软糖链接

  20. 绝念梦依然
    @1 year ago
    3076555

    那个榛子后面一定还有一只松鼠吧。。。

  21. boooooom
    @1 year ago
    3076588

    文笔真不错

  22. 果睡是种美
    @1 year ago
    3076649

    跪求软糖链接

  23. x09sdw
    @1 year ago
    3076665

    学点水利在来胡说行么? 下游状况缩至吸管那么小,远远超过了critical condition以及Bmin, 或导致上游水面暴涨,造成大洪水。最基础的水力学知识

    [3] XX [31] 回复 [0]
  24. 啊啊啊
    @1 year ago
    3076681

    @x09sdw: 别只看标题就评论啊

    [11] XX [0] 回复 [0]
  25. 咩咩
    @1 year ago
    3076722

    就没人想问那个小熊软糖哪里能够买得到么

  26. 3076727

    这保证了液体可以整体通过敞口,而不是在更高速度下直接汽化。
    This keeps the total amount of water making it through the opening from rising, even if the water-steam mix moves at a higher speed.

    看看原文,翻译的啥?给我一个完美的解释

  27. 3076738

    求软糖网址么么哒

  28. sandersyao
    @1 year ago
    3076777

    封面图是什么?

  29. v森特羊
    @1 year ago
    3076813

    附录翻的太精彩了,同求小熊软糖的链接!

  30. 老舅
    @1 year ago
    3076816

    点原文然后注释一里就有原评论链接…50,000多个赞…不过商品已下架

  31. Dodo_O
    @1 year ago
    3077005

    我就想看最后的评论….

  32. 3077114

    附录很精彩,给110分,同时也给出了原文标题的解题思路:去吃二十个小熊软糖

  33. 3077481

    想知道小熊软糖中的有效成分是啥,有没有浓缩版本~能不能提炼成无色无味的液体或者速溶粉末~

  34. 3077657

    怼字用得……信达雅!

  35. 云平线
    @1 year ago
    3077923

    @VS2: 以前在人人知乎上看过一系列这种天崩地裂大悲剧的记录,记得好像是因为一种代糖甜味剂。因为本身在小肠中不易吸收,所以大量食用后会导致胀气和腹泻。

  36. 3208446

    This keeps the total amount of water making it through the opening from rising, even if the water-steam mix moves at a higher speed.

    这一机制(即气泡出现使密度降低的现象)使得流通的水的总量不再(随压力提高而)上升,即使水/汽混合物可以以一个更高的速度运动。

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