从飞机上扔下一个生鸡蛋,落地时鸡蛋会是生的还是熟的?
♫ㄨ从飞机上扔下一个生鸡蛋,落地时鸡蛋会是生的还是熟的?
我们拿在手里不小心掉在地上都会碎的鸡蛋,一旦从30米的高空掉落,能砸穿地面上一毫米厚的钢板,这就是高空抛物的危险性,所以禁止高空抛物,即使是很轻的东西。
当然,在许多机场把生鸡蛋带到飞机上是不被允许的,因为国际航班牵扯到了检验检疫外来物种,国内航班牵扯到了粘性液体,所以飞机上扔鸡蛋这个实验目前没有人做。
而且即使你带上飞机了,你也开不了窗,即使开了窗扔下去了,受风的影响,鸡蛋最终会落在哪里,也是个大问题。因此,这个实验只能存在于理论中。
那么,假如从飞机上扔下一枚生鸡蛋,鸡蛋在落地时是生的还是熟的呢?这个问题答案并不一定,因为这牵扯了摩擦力、温度、高度等诸多的因素,而这些因素都能影响鸡蛋最终的形态。下面我们就来具体地分析一下。
我们先把飞机的高度界定一下
不同的飞机飞行高度不同,普通的民航客机一般在10000米的高空巡航飞行,也就是对流层的底部,而太空飞机则是能够达到卡门线(10万米,太空与大气层的界线)的位置,不过很难突破卡门线,但是航天飞机则是能够突破卡门线,进入太空。(下图为地球卡门线)
其次我们再来把温度研究一下
我们以普通的民航飞机为例,它在巡航时的高度基本上固定在海拔10000米。此时,我们先来看一下鸡蛋所处的温度。
从海平面开始,每上升100米,温度要下降0.6℃。这是因为地球的热量主要来自于地面接收太阳的热量,而地球离太阳的距离足够远,几乎可以忽略大气层与地面的距离了,所以离地面越远,受到地面辐射越小,温度也就越低。
当然,这也不是绝对的,因为一旦到了高层大气(50-55千米以上),由于平流层的臭氧层能够吸收太阳中的紫外线释放出热量,所以温度会再次的回升,只不过回升也就来到0℃左右而已(到了卡门线)。
此时,三种飞机在其飞行区间扔鸡蛋时,所处的温度就出来了:
民航客机的飞行高度是10000米,假定地面上的温度是20℃,那么这里的温度大约在-40℃左右。
太空飞机的飞行高度在卡门线下,大约10万米的高空,此时的温度由于受臭氧层热量的影响不会顺着上面的规律继续下降,而是会在80000米左右时回升(此时的温度在-90--100℃之间),回升到大约零下五十到零下60℃之间,要比一万米的高空更冷一些。
航天飞机已经飞到了太空,太空的温度也就是绝对零度,为零下273.15℃。
研究明白了高度和温度,我们再来看一下从三种飞机上扔鸡蛋会有什么结果?
01 航天飞机
在航天飞机上扔鸡蛋,这就等于在天空上扔鸡蛋,它会有一个最先出现的情况,那就是瞬间冻成了一块“石头”,之后它会有两个结局:第一就是在太空中漫无目的飘,直到撞上那颗碎片自己被碰成太空上漂浮的颗粒物。
第二种情况就是如果恰好在卡门线以上,那么是有可能受到微弱的地心引力的影响,从而冲进大气层的,这就完美的模拟了一场流星坠落。进入大气层后,鸡蛋会与陨石一样与大气层摩擦,在有氧的条件下燃烧,以鸡蛋的个头,它可能冲不进中间层就被摩擦殆尽了。
02 太空飞机
在太空飞机上扔鸡蛋,就相当于把鸡蛋放在了一个温度在大约-60℃的环境中,在这种环境中只需要几秒,鸡蛋就冻上了,而且经常把鸡蛋往冰箱里放的小伙伴应该知道,如果保鲜的温度调的太低(通常是-1℃),只需要两个小时鸡蛋就会被冻破。
所以将鸡蛋放在零下六十摄氏度的环境下,鸡蛋也会经历一个较短的冰冻过程,此时它也会被冻破。随着下落速度的加快,摩擦以及海拔降低温度升高会使得鸡蛋很快解冻,在气流和摩擦的拉扯下,鸡蛋很快就会彻底碎裂。
此时会发生一个变化,那就是蛋清和蛋黄与壳分离,随着下落流质的蛋清和蛋黄会散开,在摩擦中慢慢地消失殆尽,而壳在碎了之后,由于重量减少,其下落时会变缓,最终以渣渣的形式飘散在一定的范围内。
03 民航客机扔鸡蛋
虽然在这三种飞机中,民航客机离地面最近,但是万米高空的温度也在零下四十度左右了,鸡蛋被一扔后,很快也会被冻裂,随着不断的下降,在摩擦生热和温度岁海拔降低上升的影响下,鸡蛋会逐渐的解冻。
但是,解冻的那一刻也是鸡蛋碎成渣的时刻,因为强大的摩擦力会将已经破掉的鸡蛋“撕成碎片”,最终壳会留下一些碎片,而里面的鸡蛋也会散落开来,此时就像万米高空落下的雨点一样,鸡蛋也不会熟。
最后
任何一种飞机的正常飞行高度所处的环境都可以快速将鸡蛋冻破,而一旦冻破了,随着鸡蛋温度的升高,摩擦力的影响,它最终会碎裂,之后里面的蛋清和蛋黄会散开,这使得它们不会被摩擦产生的温度“煮熟”(参考下雨),而是会碎成渣。
当然,在航天飞机上扔一个鸡蛋,它会瞬间被冻住(也有可能冻裂,但不会散开),然后在太空飘荡,与其他太空物质相撞后会碎掉,也可能被吸入大气层,成为“流蛋”。
但是,无论是哪一种情况,我们都无法将生鸡蛋变成熟的。
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民航飞机飞行高度一般在8.8—12.5km之间,巡航速度一般在900km/h。如果在这个高度扔下鸡蛋,基本不用关心是生是熟了。因为,鸡蛋已经蒸发殆尽了。为什么这么说呢?理由如下:
1、温度
从静态上来观察,从海平面每上升100米,气温下降0.6度,那么9000米的高空温度应该比海平面降低了54℃。假设海平面温度为30℃,那么9000米高空就是-24℃。鸡蛋如果静态地呆在这个环境,会怎么样呢?答案是会冻裂。因为,低温会使鸡蛋中的水分结冰导致体积膨胀。冻裂以后从天上掉下来,鸡蛋肯定飞灰湮灭了。更何况鸡蛋面临的是动态的复杂环境,包括速度导致的空气摩擦,可能面临的撞击。
2、速度
鸡蛋在脱离飞机的瞬间,会具有飞机巡航速度的惯性。同时还会受到垂直方向地球的引力和空气阻力、以及水平方向空气阻力的影响。在这两个方向的力的作用下,鸡蛋会怎么样呢?答案依然是灰飞烟灭。下面说说这两种作用力的影响:
在垂直方向,鸡蛋会受到重力和垂直方向上的空气阻力。一个鸡蛋大约50g,它受到的重力=mg=0.49牛,方向指向地心。而空气阻力是和速度的平方成正比,计算公式为1/2ρcv^2,方向和鸡蛋运动方向相反。在这两种力的作用下,鸡蛋相对于飞机,会先做向后下方的抛物线运动,最后做匀速的下落运动。
如果阻力系数ρ取1.2kg/m^3,鸡蛋迎风面积取0.0013m^2。根据粗略计算,鸡蛋刚离开飞机的瞬间,会受到约632N的空气阻力。但鸡蛋在均匀受力的情况下,最多只能承受大约333N的力。从数值对比来看,鸡蛋必然会被击碎。
3、能量
从9000米飞机上坠落的鸡蛋,从能量的角度看,它拥有约mgh=4410焦耳的重力势能和1/2mv^2=156250焦耳的动能。两者相加拥有约16万焦耳的能量。假设鸡蛋不破裂下落的话,最后的最大速度约=sqrt(2mg/ρc)=90km/h。也就是说最后剩余动能=1/2mv^2≈16焦耳,可忽略不计,这16万焦耳大部分被空气摩擦转化为热量了。而鸡蛋的成分比较复杂,有水、蛋白质等。我们按比热容较大的水(4.2/g)来计算,16万焦耳全部转化为热量的话,温度可升高到700多度。就算热量会在下落中持续散失,但也足以将鸡蛋化为灰烬了。
总结
综合上面三个方向,鸡蛋如果从高空巡航的民航飞机中扔出,基本上会被化为灰烬,根本无法落到地面。
≎☥从飞机上扔下一个生鸡蛋,落地时鸡蛋会是生的还是熟的?
这是个很有意思的问题,没有人做过这样的实验,即使去做,实现起来的难度也很大,扔下去应该很容易,由于鸡蛋的体积很小,经过大气层迅速降落之后,找起来估计非常费劲。
大家知道,受万有引力的影响,一些从地外空间转移到近地轨道内的小行星,会有几率坠落进地球的大气层,然后在高速状态下与大气分子产生强烈的摩擦,巨大的压力和高温,会使周围的空气发生电离,并形成反弹激波作用于小行星,使小行星发生剧烈的“燃烧”,或者干脆分裂为众多碎块。绝大多数的小行星在坠落到地面以前,都在穿过大气层的过程中“燃烧”殆尽,只有那些结构非常致密、质量较大的小行星才会坚持到最后,砸到地面后形成陨石。
假如我们从飞机上扔出一个生鸡蛋,也会经历着与小行星相类似的加速、与大气分子剧烈摩擦的过程,那么在此过程中,生鸡蛋会变为熟鸡蛋吗?
要想解释这个问题,生鸡蛋有两个初始条件必须明确,一个是它距离地面的高度,这个很关键。因为不同类型的飞机,其与地面的高度也是不一样的,普通民航飞机的飞行高度,一般都在8000米左右的高度,而那些长途洲际航班飞机的飞行高度,有时会达到12000米的高度,这个高度在大气层中对应的位置,则是对流层的顶部、平流层的底部。而执行太空航行的航天飞机,为了执行任务的需要,至少需穿越100公里的卡门线,有时飞行高度甚至能达到1000公里,像对接国际空间站的航天飞机,就能直接飞到400公里的高度,才能实现与国际空间站的有效对接。
第二个初始条件是鸡蛋的初始速度,这个初始速度是垂直于地面的分速度,并不是绝对速度值。无论是在对流层顶的飞机还是航天飞机,其飞行的方向一般都是平行于地表,其垂直于地面的分速度基本为0。如果从普通飞机上扔鸡蛋,那么它垂直下降的初始速度就为0,然后作抛物线下降。而如果从航天飞机上扔下,如果水平速度达到地球的环绕速度,那么鸡蛋会在较长的时间内围绕地球飞行,而不会坠落下来,然后随着时间的推移,出现轨道衰减,才会以螺旋渐进的方式朝着地面坠落。
所以,从10000米高的普通飞机与从1000公里高的航天飞机上,扔下一个鸡蛋,大气层对鸡蛋的影响可谓天壤之别。如果仅从高度不到10000米的普通飞机上扔下,虽然在鸡蛋下落过程中,会受到密度较大空气的阻力作用,在一定程度上推动鸡蛋温度的升高,但是这个过程的作用时间太短,通过摩擦所产生的热量,作用于鸡蛋本身、被鸡蛋吸收的热量毕竟非常有限。就像从高度几千米的积雨云中落下的雨滴一样,在落到地面后,我们根本感受不到雨滴是热的,鸡蛋同样会如此,虽然摩擦会提升鸡蛋表面以及整体的些许温度,但是在吸收热量的同时,也会有相当一部分热量散发出去。
那么,假如将生鸡蛋从航天飞机1000公里高的散逸层上层扔出去,结果会怎么样呢?大家知道,散逸层是地球大气层的最外缘,是大气层与宇宙空间的过渡带,空气非常稀薄,但受到太阳高能辐射以及宇宙各种射线的影响,这些非常稀薄的大气分子,基本上都呈现出高度电离现象,最离气体所携带的能量基本上内能的方式体现,所以散逸层中上层的温度非常高,可以达到1300摄氏度以上。
推动一个物体燃烧或者温度上升的一个决定性因素,并不是环境温度的高低,而是吸收热量的多少,因此即使在散逸层中,温度高达1300摄氏度,但是单位体积的空间中所蕴含的热能总量还是非常少的,在这样的环境中,如果人体能直接接触的话,感受到的并不是热,反而是寒冷。所以,生鸡蛋在离开航天飞机时,并不会因为“高温”而立即发生什么变化。
接下来,在散逸层中,由于空气密度很小,鸡蛋下落时所受到的阻力也非常小,于是就将在垂直方向上作自由落体运动。由于到达平流层顶之上这段距离,地球大气层的密度都相对很小,所以我们取鸡蛋在1000公里和90公里高度上呈现出的重力加速度进行平均,然后利用公式v=(2gh)^(1/2),计算出鸡蛋在到达较高浓度大气层时(即平流层上层)时的平均速度,结果为4000米/秒左右。
取鸡蛋的质量为80克一枚,这个时候,鸡蛋所具有的动能为E=(m*v^2)/2=64万焦耳,正好相当于一度电能够转换的能量值。在地球上,用一度电煮开水使一颗生鸡蛋变熟,应该是很轻松的事,而在从散逸层向下降落的过程中,由于所经历的时间比较漫长,大家肯定觉得在此过程中,鸡蛋应该早就变熟了,实际上在此过程中,与小行星坠落地球穿越大气层非常相似,只是速度要低不少而已。
随着鸡蛋的逐渐下落,一方面下降的速度会越来越大,另一方面空气的密度会变得越来越高,从而鸡蛋所受到的阻力也会越来越大,直至所受到的重力与空气阻力相平衡,最后速度不再增加。在这种与空气的高速摩擦之下,即使空气分子不像地表那样浓密,鸡蛋所吸收的热量也会成倍地增长,鸡蛋中的有机物,会慢慢发生碳化现象,在气流扰动的冲击下,碳化后的物质将会被分解为细小的颗粒,最终悬浮在空气中,缓慢地漂移和沉降,有一些则会被吸附在细小的雨滴之中,以降雨或者降雪的形式回到地面。
所以,从10000米高的飞机上扔鸡蛋,鸡蛋肯定仍然会是生的,而假如从100公里高的航天飞机上扔下,鸡蛋则还没有掉落到地面前,就已经碳化分解了。要想获得完整的、熟的鸡蛋,就需要在这两个高度之间,再选择合适的高度试验了,几率是存在的。
♁➹从飞机上扔下一个生鸡蛋,落地时鸡蛋会是生的还是熟的?
这个问题好有意思,既然你问得有意思,我就按照这个思路给你回答。
首先扔这个鸡蛋要看是什么飞机,因为飞机有好多种,我就简单举下三种类型的飞机。
一是航天飞机,就是杨利伟他们乘坐的神舟,航空航天有关部门准许他们做这个实验,在外出行走时扔下来,什么鸡蛋、鸭蛋的你都看不见,即使扔了,也好像什么事情没发生过似的。
二是美国的空天飞机,如果把这个建议给美国人,说不定他们真的会做这样的实验,然后会告诉你实验结果,说:“扔下来的鸡蛋变成了小鸡,最后又被他们抓住吃了,还告诉你味道比酒店的大厨做的都好“。
三是目前大家经常乘坐的航班,首先说这个鸡蛋你未必就能带上飞机,即使带上去了,你也没有办法往下扔,即使你强行往下扔,那就等着被拘留吧,到时会有人给你送到精神病院,让你天天吃烧鸡。
四是正好我这会不忙,来回答你提出个这么扯淡的问题。
♟╞从飞机上扔下一个生鸡蛋,落地时鸡蛋会是生的还是熟的?
话说一个生鸡蛋从飞机上被扔下,由于空气的摩擦作用,鸡蛋表面温度迅速温和增加,正在下落的鸡蛋在接近地面之前刚好下落遇到一个向上飘的气球上,急速下坠的鸡蛋因为气球表面的柔软,产生的弹力又把鸡蛋往上弹起若干高度,然后又重新自由落体,下落到一片海滩旁边,刚好落到了一对正在海边嗮太阳的年轻夫妇用来给他们的小孩睡觉的小气垫床上。穿着比基尼的年轻美貌少妇正在享受着温暖柔和的阳光,看着远处海天一色的美丽景色,海滩周围密密麻麻的嬉闹玩水的人群,再看看带着墨镜躺在沙滩床上的丈夫,原来他已经睡着了。
突然,听到旁边一声“噗通”的响声,她转头看去,依稀看到一个什么掉到了BB的气垫床上,于是起身走过去,哇,原来是一只鸟,刚出生的鸟,还带着壳,看起来还在动,生的!活的!美丽少妇很高兴,于是叫醒了不知是在养神还是在装睡的丈夫,把在海边玩水的女儿也呼唤回来。丈夫听到有人叫他后,也醒了,起来一看,原来是妻子叫醒自己的。问了缘由,移步过来一看,大笑,这哪是鸟,是一只小鸡。于是对身旁的妻子说,把它放回大自然吧。刚被呼唤回来的小公主看到有一只小鸡,觉得很可爱,要带回家去饲养。两夫妇拗不过小公主,于是就任由小公主带回家养了。
回家后,经过几天的饲养,小鸡长的很快,不出半个月,已经长成一个帅气的小公鸡,再过不足半月,小公鸡长成了大公鸡。原来,鸡蛋在高空下落过程的折腾中获得了超强的能量,不但没被摔烂,还孵化成鸡,而且成为了公鸡中的战斗鸡。
以上纯属娱乐虚构,切莫当真。
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