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为什么洗澡时浴帘总是会飘向你呢?

 

小编是个南方人,小时候在农村里,夏天直接去河里洗澡,冬天打一脸盆热水也就能洗完一个澡了,并没有用淋浴头洗过澡。

稍微大一点后,卫生间基本是一个独立的门,在我成年前几乎没有接触过浴帘这个东西,浴帘给我的印象一直停留在荧幕里。

直到上了大学,我们寝室卫生间的排便池和洗澡区域就是用浴帘隔开的,洗澡的时候,我至今没法忘记那个脏兮兮的浴帘飘到身上的情景。

不知道你有没有过这样的经历,但是这的确是一个事实,当你走进浴室洗个暖水澡,但几秒钟后,浴帘就会粘在你的皮肤上。

这是一件有趣而神秘的事情,似乎很少有人能理解,包括许多科学家们也不能!无论是热水澡还是冷水澡,浴帘都会飘向你。

那么问题来了,为什么会发生这种奇怪的事情呢?

浴帘效应

这个无法避免的事实,有一个很贴地气的名词——“浴帘效应”,指淋浴时浴帘总是向内运动,目前还没有确凿的证据来解释它,只有理论。

然而,其中有一个理论确获得了诺贝尔奖,好吧,那不是我们大多数人熟悉的诺贝尔奖,这是一项被称为搞笑诺贝尔奖(Ig Nobel prize)的奖项,是对一些有趣研究结果给予鼓励,激发人们对科学的兴趣,很多获得诺贝尔奖的人也获得过搞笑诺贝尔奖!

2001年,马萨诸塞大学助理教授大卫·施密特(David Schmidt)因对浴帘效应的研究而获得搞笑诺贝尔奖。

让我们来讨论一下这些理论,并弄清为什么我们的浴帘在洗澡时总是那么喜欢粘着你。

理论1:空气密度的差异

其中一个理论认为,浴帘在洗澡时总是向内运动可能是因为浴帘两边空气压力不同造成的,而这种压差是由于空气密度的不同而引起的。

淋浴喷头喷出的温水使周围空气的温度升高,暖空气比冷空气密度小,因而上升到淋浴喷头的顶部。

在顶部,热空气微粒从天花板和淋浴架之间的缝隙中排出,这就在内部形成了一个低压区,而外界空气压力相对较高。

许多人认为,这种从外部高压区域流动的空气会取代了从内部流出的暖空气,而浴帘随着流动空气向低压区域运动,从而产生了浴帘效应。

但是,你也知道我们洗澡不总是用热水,有时候也用冷水,用冷水时,同样的事情也在发生,这个理论好像没法解释为什么洗冷水澡时浴帘仍然向你粘过来!

理论2 :伯努利原理

还有一种理论认为浴帘在洗澡时总是粘着你是因为伯努利原理。

伯努利原理把流体速度的变化与压力的变化联系起来,该原理认为:流体速度的增加与流体压力的降低同时发生,反之亦然。

这一原理在现实生活中随处可见,比如流体通过喷嘴的流动、飞机机翼产生的升力、棒球或足球的旋转等。

图为:伯努利原理产生升力

对于浴帘效应,这个理论认为水从淋浴头喷出加速了它穿过的空气分子,从而出现这种现象。

根据伯努利原理,空气分子速度的增加伴随着气压的降低,而空气在浴帘外表面的速度和压力保持不变,因此,在浴帘的相对两侧形成了一个压差。

与理论1相似,是压力差导致浴帘向内移动,或向低压区移动。

然而每个假设都有一些例外。

伯努利原理只适用于等熵流动(即既绝热又可逆的流动),不适用于水滴,而淋浴头喷出的大多是水滴,所以对浴帘效应的这种解释也有很大争议的。

图为:淋浴时周围的空气被加速

理论3 :水平涡旋

好了,前面说这么多,都是为了迎接今天的主角,现在,让我们来看看最终的,也是唯一的,有坚实基础的理论。

这一理论来自大卫•施密特,他当时的工作主要围绕喷雾剂以及喷雾剂从喷射器开口排放时的性能展开,为了研究喷雾的行为,大卫使用了计算机模拟。

这个理论首先把淋浴看作是一种巨大的喷雾剂,事实也的确如此!施密特创建了一个标准淋浴3D模型,并考虑了许多次要的细节,包括一个浴缸,浴帘杆,淋浴区外房间的其他部分,淋浴头,等等。

然后施密特进行了大约两周的模拟实验,模拟结果表明,喷流产生了水平涡旋,该涡旋是一团绕着中心轴线旋转的流体(龙卷风和旋风是自然形成的涡旋)。

图为:产生水平涡旋

中心,也被称为漩涡之眼,是一个低压区,这就是为什么物体甚至人会被卷入飓风的部分原因。

回到模拟结果,淋浴产生的涡流轴垂直于浴帘表面,涡旋眼的低压将浴帘拉了进来。

如果你不相信,或想看看洗澡时涡旋的行为,那可以按照施密特说的方法去检验,他表示任何人都可以检验他的模型。

最好的办法是打开淋浴头(冷水就可以了),使用轻薄的浴帘和坚固的淋浴头,站在淋浴室外,将头伸进去,然后吹入烟雾,你会看到喷洒地水滴是如何推动涡旋的。

最后

其实这三个理论都有一个共同的论点,即浴帘的运动是由浴帘内外压差引起的,只是在淋浴内部形成这个低压区域的原因不同而已。

另外,这个涡旋的吸力相当低,不足以吸引厚重的浴帘,所以,如果你总是被那种脏脏的浴帘搞的很烦的话,就试试换一个厚一点的,或者留点缝隙而不是全部拉上浴帘。

其他的解决方案包括更换淋浴喷头,换一个不会使水雾化的喷头,总之找到一种降低水压的方法就行。

其实我大学的时候就研究过,甚至把这种现象和恐怖片联系在一起过,我们生活中很多看似平常的事物都是有自己的科学原理的。

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