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    November 04

    意大利面到底有多硬?

    最近做了一个无聊的实验: 家里有一些意大利面,想测测意大利面有多硬 。。。
     
    首先拿了一根面,如图,平直放置:
    接着,如果我在一端挂上一只笔,注意,面不会断 。。。而是成一条曲线,如图:
     
    但究竟是什么曲线呢? 我们把这个照片进行图像处理,在matlab里面变成grayscale,然后设置threshold提取出曲线来,如图:
      ---〉
     
    用matlab里面的拟合toolbox自然可以拟合出自己想要的曲线,不过根据理论计算,一个一端固定的cantilever,它的弯曲是和Young's Modulus成比例的,而且笔的重量和末端下降的距离是3次方关系! 所以可以拟合一个三次方曲线,系数正是Young's Modulus的正比,省略数据和推导,可以得到意大利面条的Young's Modulus是大约5G帕斯卡,就是说这个相当于,每平方米有5*10的9次方牛顿的力!这个数值是钢筋的30分之一 ---  意大利面条是很硬的!!! 千万不能生吃 。。。
     
    不过煮熟的会多硬呢,请继续看下去:
     
    我们将同样的面条放入一个锅内,如图,并且发现,只要保证水不开,面条永远保持是直的 :
     
     
    但是只要水一开,面条自动卷曲成近乎圆形!如图,而且,沸腾的气泡只在面条的地方出现,说明面条不是热的良导体,局部温度高于水温。这个圆形的半径是5厘米,这通过放在锅旁边的笔测出的 (笔的黑色部分长度4厘米,再在图片中量出平均每个像素多少距离,可以测出圆形半径)。根据persistence length的定义,煮熟的面条的persistence length=5cm,这代表,如果一个蚂蚁这时候沿着面条走,走过5cm,蚂蚁就发现之后的路变得错综复杂,以至于回不到原来的起点 (经过5cm,面条变成random distribution)。如果我们盛一大碗面条,基本会发现,面条都纠缠在一起,5cm一个大弯。这个是很软的状态,便于食用。
     
     
    就是这样。
     

    Comments (21)

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    Tian Yangwrote:
    我就说嘛,你不是搞笑就是在控诉,这回我放心了。刚才可给我吓坏了。
    Nov. 14
    SHU JIAwrote:
    这难道不就是phd的人生么 。。。
    Nov. 14
    Tian Yangwrote:
    。。。天啊,贾舒,我以为你是在搞笑呢,没想到是玩真的。真是寓教于乐。
    Nov. 13
    SHU JIAwrote:
    恩,这个有道理,似乎还是有很多科学在里面的,呵呵
    Nov. 13
    Shen Wangwrote:
    查了一下,确实叫错了,哈哈
    好像应该叫汽化核
    水沸腾的时候应该是先在杂质周围产生小气泡。如果是特别纯净的水并且没有扰动的话,100度的时候是不沸腾的,所以会有所谓爆沸的问题。为了解决这个问题,通常做水蒸馏或者烧锅炉的时候会加入沸石。面条在这里的作用应该和沸石类似吧
    Nov. 11
    Jianfengwrote:
    水沸腾之前应该已经有 Rayleigh-Benard instability 了, 所以即使水不开, 面条也会受到外力干扰, 也会变形. 当然这个温度离水开也不远了, 如果不是恒温控制在某个固定温度的话. 我好奇的是, 看图, 水开后面条似乎保持在同一个水平面内, 这个不知道是什么原因. 还有就是面条的密度的变化是怎么样的?
    Nov. 6
    Qian Xiwrote:
    把你们家的锅子融掉一口,再铸成一个方锅做试验吧。。。把科研精神进行到底。。。
    Nov. 6
    SHU JIAwrote:
    Yang, 碰见专业人士了,保持直的应该是因为没有外力(气泡)干扰, 至于方形的锅结果如何,很有意思,待我去找找有没有这样的锅来试试。
    Nov. 6
    天博 赵wrote:
    赞科研精神~~
    Nov. 6
    楠 肖wrote:
    呵呵这个好玩,多亏这学期食品工程的课没想起来留这个作业,否则还折腾死偶了lolo
    Nov. 5
    Yang Jiaowrote:
    NB! 不过还是有几点疑问:“只要保证水不开,面条永远保持是直的”——是不是在某一温度T_c (<=100 C)面条的stiffness已经趋近于0了,虽然保持直的,但已经没有以弹性变形抵抗外力扰动?“但是只要水一开,面条自动卷曲成近乎圆形”——当水开以后,由于跟圆形锅壁接触的液体受热较多,与锅中部的流体形成强持续对流,进而影响面条形状?如果把面条放在一个长方形的锅里煮,水开以后是否会同样卷曲成圆形?
    Nov. 5
    Elaine Fangwrote:
    hum...面条附近的气泡是不是是因为面条对于水的扰动(不同介质的接触面)导致在面条附近比较容易形成气泡排出...面条没有直接接触热源, 是通过从水中吸收热量的吧? 所以为什么会局部温度高于水呢?
    Nov. 5
    mn Qwrote:
    cool,虽然不太明白原理,但完全被你的实验吸引了……
    你说同样是意大利面,差距咋就这么大呢,哈哈……
    Nov. 5
    SHU JIAwrote:
    Bin, 第一附图可以看出来自重可以忽略不计
    Shen,凝结核是气态变成液态时候的吧。。?这个是反过来的
    Nov. 5
    珂 麻wrote:
    科学技术是第一生产力!
    Nov. 5
    Shen Wangwrote:
    师兄,我觉得气泡在面条地方出现应该是凝结核的原因。面条的温度是不会比水温高的。
    Nov. 5
    BIN LIwrote:
    赞这个实验!考虑面的自重了吗?
    Nov. 5
    Tian Yangwrote:
    嗯,我在加拿大用 spaghetti 捅死过室友,硬。
    Nov. 4
    SHU JIAwrote:
    恩 。。。 多亏这个大锅
    Nov. 4
    Jianhua Hewrote:
    这是我那口锅么?
    Nov. 4

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