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我们吸进的空气里含有达·芬奇呼吸过的分子?
Q 我们每一次呼吸所吸进的空气中都包含了500多年前达·芬奇呼吸过的分子。真的是这样吗?
(初三学生)
A 的确如此。我们每一次呼吸都会吸进数目不少的曾经在达·芬奇肺中转过一圈的分子，不过，遗憾得很，其中也有希特勒和你不喜欢的其他人使用过的分子。
我们通过下面的计算来证明一下。地球大气的总质量大约是5×1021克。假定我们吸进的空气是4个氦分子和1个氧分子的混合气体，于是1摩尔的空气就有28.8克的质量。任何1摩尔的物质中都包含有6×1023个分子。因此，地球大气总共有大约1.04×1044个分子。
在人体温度和1个大气压条件下，1摩尔的气体所占据的体积大约是25.4升。我们人类每1次呼吸，吸进或是呼出的空气平均大约是1升。当达·芬奇每1次呼吸呼出的分子数目就大约是2.4×1022个分子。
假定一般人1分钟要进行25次呼吸，那么达·芬奇在他67岁的一生(1452—1519年)中就会呼出2.2×1031个分子。由此可以算出，在地球大气中，每5×1012个分子中就有1个是当年达·芬奇曾经呼吸过的分子。
由于我们又算出每1次呼吸大约是2.4×1022个分子，这就不难知道，这其中将会有大约4.9×109个分子是当初达·芬奇曾经呼吸过的。你也可以幽默地计算证明，你多半还吸进过达·芬奇在临终最后一口气呼出的5个空气分子。
当然，在上面的计算中，我们实际上还做了一些理想化的假定。比如，我们假定了达·芬奇呼出的分子已经与大气中其余的分子充分混合了，还假定了达·芬奇没有重复吸进他先前呼出的那些分子。同时还排除了人类自达·芬奇以来500多年里对空气中氧和氮的应用，以及它们被固定在其他化合物中或燃烧等造成的大气分子的消耗。
闪电为什么是这种形状?
Q 我发现闪电是枝杈形状的，这是为什么?
(初一学生)
A 闪电通常都会把负电荷从雷暴雨带到地面。在我们看见的闪电的前方有一个带负电荷的闪电先导，它快速向下移动到云层的下面，再穿过分布在正电荷的许多小区域的空气，来到地面。云层下方的这些正电荷小区域，是雷暴云的强电场引起地面尖端放电释放出大量离子形成的。
带负电荷的闪电先导在寻找电阻最小的前进通道的过程中发生分叉，这就是我们看到的闪电枝杈。当某一枝杈的先导接近地面的时候，其中的负电荷吸引地面尖状物体——比如草和树木的正离子，在云层和地面之间形成导电通道。此后，从这个先导通道的底部开始，其中的负电荷源源流入地面而消失。随着电荷向下移动，放电区——也就是我们看到的亮光则向上移动，这就是我们看见的“回击”。闪电先导的那些没有到达地面的枝杈，其中的电荷会流向主通道，从而使得闪电变得更加的明亮了。
苍蝇撞停火车
Q 一只迎面飞向火车的苍蝇，与火车的挡风玻璃迎头对撞。苍蝇可能粘贴在玻璃上，改变了运动方向。我觉得苍蝇在改变方向的瞬间肯定有暂时的静止，而正是在这同一瞬间苍蝇撞击火车，所以火车也应该有暂时的静止。如此说来，苍蝇能够让火车停止。但实际情况好像不是这样。
(初三学生)
A 你的这种思路是正确的。苍蝇的确在瞬间使得火车有暂时的停止。不过不是整列火车停止，而仅仅是被苍蝇撞击的那极小一部分面积，同时也是极短的时间。
任何物体在受力时都会发生形变。火车的挡风玻璃也不例外。玻璃受到苍蝇撞击的那一小块表面将稍微发生变形，只是这种形变的量极其微小。作为火车的极小一部分，实际上不止是短暂停止，而是暂时向后运动，使那里发生形变。而且，被撞的那一小块表面还将苍蝇加速，同时也依靠自身的弹性恢复到原来的形状。这种被撞击产生的变形和恢复时产生的振动，就是我们听到的苍蝇撞击玻璃发出的声音。如果苍蝇被击碎或是将玻璃的惯性效应等因素也考虑进来，情况会更加复杂。
窗户关得好好的
Q 我发现，房间的窗户关得好好的，没有什么空隙，但是却感觉到有外面的风吹进来!这是为什么?
(初二学生)
A 乍想之下，好像很奇怪，可是仔细一想，你会发现道理很简单。房间里的空气并不是呈静止状态的，而是不断活动着。当空气受到各种因素(如暖气机、壁炉等)加热后就会膨胀，变得比较轻，于是便朝着天花板的方向跑。由于窗户玻璃的保温性较其他地方差，热空气在窗户与外界冷空气发生热交换，温度下降，密度变大。于是便朝着地板方向往下移动。所以，事实上并非是冷风吹进来，而是房内的冷、热空气对流循环在窗户处表现得更强烈而已。
如果我们用氢气球来实验的话，房间里这种眼睛看不见的空气流动就可以一目了然了。不过，我们必须在气球下面挂上一个小坠子，使气球的平均密度与房间里空气的密度大致相等，这样，让气球能够随着房间里的空气流动而自由地飘动。首先，我们把气球从冷气机的旁边放出去，然后我们就会看到气球随着气流而移动，先从窗户边飘到天花板，再从天花板飘到地板。然后，又飘了上去。
所以，尽管我们把窗户关得紧紧的，可是一到冬天，户外总是刮着冷风。这时，窗户旁边的空气就会比较冷从而密度变得比较大，因此，我们就会误认为有冷风吹进来了。
Q 我们每一次呼吸所吸进的空气中都包含了500多年前达·芬奇呼吸过的分子。真的是这样吗?
(初三学生)
A 的确如此。我们每一次呼吸都会吸进数目不少的曾经在达·芬奇肺中转过一圈的分子，不过，遗憾得很，其中也有希特勒和你不喜欢的其他人使用过的分子。
我们通过下面的计算来证明一下。地球大气的总质量大约是5×1021克。假定我们吸进的空气是4个氦分子和1个氧分子的混合气体，于是1摩尔的空气就有28.8克的质量。任何1摩尔的物质中都包含有6×1023个分子。因此，地球大气总共有大约1.04×1044个分子。
在人体温度和1个大气压条件下，1摩尔的气体所占据的体积大约是25.4升。我们人类每1次呼吸，吸进或是呼出的空气平均大约是1升。当达·芬奇每1次呼吸呼出的分子数目就大约是2.4×1022个分子。
假定一般人1分钟要进行25次呼吸，那么达·芬奇在他67岁的一生(1452—1519年)中就会呼出2.2×1031个分子。由此可以算出，在地球大气中，每5×1012个分子中就有1个是当年达·芬奇曾经呼吸过的分子。
由于我们又算出每1次呼吸大约是2.4×1022个分子，这就不难知道，这其中将会有大约4.9×109个分子是当初达·芬奇曾经呼吸过的。你也可以幽默地计算证明，你多半还吸进过达·芬奇在临终最后一口气呼出的5个空气分子。
当然，在上面的计算中，我们实际上还做了一些理想化的假定。比如，我们假定了达·芬奇呼出的分子已经与大气中其余的分子充分混合了，还假定了达·芬奇没有重复吸进他先前呼出的那些分子。同时还排除了人类自达·芬奇以来500多年里对空气中氧和氮的应用，以及它们被固定在其他化合物中或燃烧等造成的大气分子的消耗。
闪电为什么是这种形状?
Q 我发现闪电是枝杈形状的，这是为什么?
(初一学生)
A 闪电通常都会把负电荷从雷暴雨带到地面。在我们看见的闪电的前方有一个带负电荷的闪电先导，它快速向下移动到云层的下面，再穿过分布在正电荷的许多小区域的空气，来到地面。云层下方的这些正电荷小区域，是雷暴云的强电场引起地面尖端放电释放出大量离子形成的。
带负电荷的闪电先导在寻找电阻最小的前进通道的过程中发生分叉，这就是我们看到的闪电枝杈。当某一枝杈的先导接近地面的时候，其中的负电荷吸引地面尖状物体——比如草和树木的正离子，在云层和地面之间形成导电通道。此后，从这个先导通道的底部开始，其中的负电荷源源流入地面而消失。随着电荷向下移动，放电区——也就是我们看到的亮光则向上移动，这就是我们看见的“回击”。闪电先导的那些没有到达地面的枝杈，其中的电荷会流向主通道，从而使得闪电变得更加的明亮了。
苍蝇撞停火车
Q 一只迎面飞向火车的苍蝇，与火车的挡风玻璃迎头对撞。苍蝇可能粘贴在玻璃上，改变了运动方向。我觉得苍蝇在改变方向的瞬间肯定有暂时的静止，而正是在这同一瞬间苍蝇撞击火车，所以火车也应该有暂时的静止。如此说来，苍蝇能够让火车停止。但实际情况好像不是这样。
(初三学生)
A 你的这种思路是正确的。苍蝇的确在瞬间使得火车有暂时的停止。不过不是整列火车停止，而仅仅是被苍蝇撞击的那极小一部分面积，同时也是极短的时间。
任何物体在受力时都会发生形变。火车的挡风玻璃也不例外。玻璃受到苍蝇撞击的那一小块表面将稍微发生变形，只是这种形变的量极其微小。作为火车的极小一部分，实际上不止是短暂停止，而是暂时向后运动，使那里发生形变。而且，被撞的那一小块表面还将苍蝇加速，同时也依靠自身的弹性恢复到原来的形状。这种被撞击产生的变形和恢复时产生的振动，就是我们听到的苍蝇撞击玻璃发出的声音。如果苍蝇被击碎或是将玻璃的惯性效应等因素也考虑进来，情况会更加复杂。
窗户关得好好的
Q 我发现，房间的窗户关得好好的，没有什么空隙，但是却感觉到有外面的风吹进来!这是为什么?
(初二学生)
A 乍想之下，好像很奇怪，可是仔细一想，你会发现道理很简单。房间里的空气并不是呈静止状态的，而是不断活动着。当空气受到各种因素(如暖气机、壁炉等)加热后就会膨胀，变得比较轻，于是便朝着天花板的方向跑。由于窗户玻璃的保温性较其他地方差，热空气在窗户与外界冷空气发生热交换，温度下降，密度变大。于是便朝着地板方向往下移动。所以，事实上并非是冷风吹进来，而是房内的冷、热空气对流循环在窗户处表现得更强烈而已。
如果我们用氢气球来实验的话，房间里这种眼睛看不见的空气流动就可以一目了然了。不过，我们必须在气球下面挂上一个小坠子，使气球的平均密度与房间里空气的密度大致相等，这样，让气球能够随着房间里的空气流动而自由地飘动。首先，我们把气球从冷气机的旁边放出去，然后我们就会看到气球随着气流而移动，先从窗户边飘到天花板，再从天花板飘到地板。然后，又飘了上去。
所以，尽管我们把窗户关得紧紧的，可是一到冬天，户外总是刮着冷风。这时，窗户旁边的空气就会比较冷从而密度变得比较大，因此，我们就会误认为有冷风吹进来了。