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标题: 从飞机上扔下一个生鸡蛋，落地时鸡蛋是生的照旧熟的？ [打印本页]

作者: 小樱姿 时间: 2023-1-8 11:11
标题: 从飞机上扔下一个生鸡蛋，落地时鸡蛋是生的照旧熟的？
牛顿告诉我们，凡间万物都受到万有引力的影响，它就像一只无形的手，将质量较小的物体紧紧抓住，拽向质量较大的物体。在万有引力的作用下，每年都有很多小型天体被地球吸引过来。当它们进入大气层之后，在高速状态下与空气发生剧烈摩擦，产生高温高压，使周围的空气发生电离现象，并形成反弹激波作用于小型天体，使这些小型天体发生剧烈燃烧，或者直接瓦解成无数碎块。

绝大多数的小型天体在坠落到地面之前就会燃烧殆尽，只有很少一部分质地坚硬、质量较大的天体才会坠落到地面上，成为陨石。
以此推论，假如我们从飞机上扔下一个生鸡蛋，是否也会像小型天体那样经历一个剧烈的摩擦过程，然后变成一个熟鸡蛋呢？

要想答复这个问题，我们首先要清楚地界定飞机的飞行高度。我们通常所说的飞机，并不是指航天飞机，而是指一般的民航客机。航天飞机和民航客机的飞行高度有着天壤之别，航天飞机的飞行高度能达到200公里，而民航客机的飞行高度一般仅为8000~12000米。
为什么要界定飞机的飞行高度呢？因为在差别的飞行高度下，鸡蛋被扔下后面对的运气截然差别。这里我们只讨论民航客机的飞行高度，也就是以8000~12000米的高度为准。
在这个高度范围内，由于地球的热量重要来自于地面接收到的太阳的辐射能，所以间隔地面越远，受到地面的辐射越小，温度也就越低。一般而言，高度每上升100米，温度就要下降0.6℃。假设海平面的温度为20℃，那么万米高空（间隔地面10000米）的温度就是-40℃左右。

这样一来，从万米高空的飞机上扔下一个生鸡蛋，首先这个生鸡蛋会被冻住。鸡蛋重要由表面的一层硬壳、中心的一层蛋清和最内里的一层蛋黄构成，重要成分包括水、蛋白质、脂肪和维生素等，其实重要是水。
在-40℃的环境下，鸡蛋中的水分会结冰导致体积发生膨胀，进而撑破蛋壳，变成一个裂壳的冻鸡蛋。

然后我们再来看速率。在鸡蛋离开飞机的一刹时，它会有一个惯性，这个惯性就便是飞机的飞行速率。此外，这个鸡蛋还会受到垂直向下的地球引力、垂直向上的空气阻力和水平方向的空气阻力这三个力的作用。
在垂直方向上，假设这个鸡蛋的重量是50克，那么它受到的重力就约便是0.49牛。而空气阻力与速率的平方成正比，计算公式为1/2ρcv^2，方向和鸡蛋运动的方向相反。在这两种力的综合作用下，这个鸡蛋相对于飞机这个参照物而言，会先做向后下方的抛物线运动，然后再做匀速向下的运动。

假设阻力系数ρ取1.2kg/m^3，这个鸡蛋迎风面积取0.0013m^2。大抵换算一下，这个鸡蛋离开飞机的一刹时，就会受到约630牛的空气阻力。然而，鸡蛋在均匀受力的环境下，最多只能蒙受约333牛的力。因此，这颗鸡蛋假如没有被冻住，那么它从离开飞机的一刹时就会被空气阻力所击碎。
然而，这个鸡蛋是被冻住的，因此环境就变得复杂了。
末了，我们再来看能量。从万米高空坠落下来的鸡蛋，假如它到达地面的那一刻仍然没有破裂，那么它拥有的总能量就超过16万焦耳。这些能量在空气阻力的摩擦下假如全部转化为热量，那么这些热量能使鸡蛋的温度上升到700℃以上。这样的热量足以使整个鸡蛋烧为灰烬。当然，这是在单一因素作用下发生的事情，事实不大概云云单纯。

综合高度、温度、速率和能量这几种因素的影响，从飞机上扔下一个生鸡蛋，它首先会被冻住，然后蛋壳裂开，随着高度的低落、下落速率的加快，这个生鸡蛋的温度会逐渐升高。当它解冻以后，在空气阻力的作用下，这个鸡蛋很快就会彻底碎裂。
碎裂以后，蛋清、蛋黄与蛋壳分离，四散开来。那么，散开以后的蛋液在空气阻力的摩擦作用下会不会变熟呢？

答案是否定的。从高空中落下的雨滴，在坠落到地面上以后我们感受不到它是热的，原因是雨滴在重力与空气阻力的综合作用下会达到一个平衡速率，在这种速率下它与空气产生的摩擦力不敷以使雨滴的温度快速上升，更何况，在下落的过程中它还会与周围的空气发生热量交换、自身蒸发出去一部分热量。因此，通常环境下，落到地面上的雨滴不但不热，反而更凉一些，偶然候靠近冰点温度。蛋液落地的过程与雨滴雷同，因此它不会变熟。
综上所述，从万米高空的飞机上扔下一个生鸡蛋，落地之后一定照旧生的，尽管它早已面目全非。

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