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展项拾趣|会吐烟圈的火山?

2024-07-19科学

意大利埃特纳火山喷发时,景象壮观,令人叹为观止。尤为有趣的是,在喷发过程中,人们能目睹到一个有趣的景象, 火山竟能「吐」出烟圈 。这是怎么回事儿呢?

今天,我们就通过 北京科学中心2号楼主展馆四层生存展厅的「烟圈」展项 ,一起揭秘这个问题吧!

走近展项,按下启动按钮,展台缓缓地产生了烟雾。当我们快速按压两边时,一个烟圈便随之产生。如果将镜头拉近并慢放,仔细观察会发现, 这个烟圈竟然是旋转的 。那么,这背后的原因是什么呢?

其实早在1726年,瑞士物理学家丹尼尔伯努利提出, 在流动的气体或液体中,流速快则压强小,流速慢则压强大,这被称为 伯努利原理 这个原理或许能为我们解开烟圈旋转之谜。

带着伯努利原理,我们再观察烟雾从圆孔喷出的情况。孔中间空气流速快、压强小,而孔边缘空气流速慢、压强大,从而产生压强差。由于这种压强差, 空气从压强较高的地方流向较低的地方,圆孔周围的空气向中心移动,形成向内流动的闭环 这就是流体力学中的涡环现象。

其实,白鲸、海豚在水中吐出的天使光环、原子弹爆炸产生的蘑菇云等等,这些也都是涡环现象。

回到文章开头提到的火山「吐」烟圈的现象,结合我们之前的分析,就不难理解其背后的原因了。

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