The first question——
点燃一根较长的蜡烛和一根较短的蜡烛,将它们固立在桌上,再用玻璃罩将其扣住,此时蜡烛与外界隔阂,玻璃罩内形成狭小的密闭空间,等待一段时间之后哪根蜡烛会提前熄灭?
My answer ——
首先我们知道蜡烛需要氧气才能进行燃烧,当蜡烛燃烧时会产生二氧化碳,而二氧化碳重于氧气。但是在狭小的密闭空间内,因为持续升温的二氧化碳由于热胀冷缩的缘故使其密度变小,所以便向上流动,因为空间顶部封闭(顶部与高蜡烛的间隔狭小),无法继续向上流动扩散,所以徘徊聚集于顶部,随着二氧化碳增多,会逐渐占据特定的空间范围并压迫氧气逐渐下沉,当氧气下沉低于高蜡烛的所燃之处,高蜡烛没有氧气便会熄灭,而过一段时间氧气下沉低于矮蜡烛的所燃之处,同样,矮蜡烛便会熄灭,因此它们的熄灭存在时间差。高蜡烛先灭。
The second question——
将铁盘和气球举到同一高度,再同时放手,让它们下落,这时铁盘会先于气球坠落到地面,而气球将缓缓下落慢于铁盘。但是把气球放在铁盘上,举到一定高度在再放手,让铁盘托着气球下落,会发生怎样的情况?(注:这个气球不会轻于氧气)
My answer——
当铁盘托着气球下落之时,铁盘先于气球下落,但是托着气球的力源于铁盘,而铁盘与气球分开的一瞬间,托着气球的力便消失,此时空气还未及注入铁盘与气球的间隔,这时气球会受力于其他方向的氧气推动向下坠落,由于气球不会受到空气阻力影响(铁盘面积大于气球直径),下降速度较快,只落后于铁盘一小段距离。铁盘先落地,气球紧随其后。
The third question——
在一辆小推车的正中央竖着系上一根绳子,在绳子的上端系上一只氢气球,这时推动小推车向前直线运动,气球会相应往后倾斜,那么如果用一个玻璃罩扣住气球,这时玻璃罩之内留有一定空间,然后推动小推车向前直线运动,玻璃罩之内的气球会向哪个方向倾斜?
My answer——
在这种情况下,气球周围形成了一个密闭空间,空间内的空气拥有特定数量,当小推车向前直线运动时,空气还未及移动,所以导致大部分空气聚集在这个密闭空间的后端,而氢气轻于氧气,并且氧气聚集,密度变大,对于氢气球来说,密闭空间后端浮力变大,这时空气浮力克服氢气球本身的重量,因此将其向前推动,至此倾斜。