網漫xkcd作者、前NASA機器人專傢Randall Munroe最近在他的網站上開設瞭一個「來信侃」的問答欄目 專門迴答一些奇奇怪怪的讀者來信問題 假如「一杯水是半空的」 ？那將會有神奇的事發生！ - 趣味新聞網
發表日期 2012-08-09T13:32:18+08:00
趣味新聞網記者特別報導 : 網漫xkcd作者、前NASA機器人專傢Randall Munroe最近在他的網站上開設瞭一個「來信侃」的問答欄目，專門迴答一些奇奇怪怪的讀者來信問題，這次有讀者提問瞭一個感覺上人人皆 ... 假如「一 .....
網漫xkcd作者、前NASA機器人專傢Randall Munroe最近在他的網站上開設瞭一個「來信侃」的問答欄目，專門迴答一些奇奇怪怪的讀者來信問題，這次有讀者提問瞭一個感覺上人人皆知的問題，但真的迴答起來卻有點不可思議。
問題如下：
如果一杯水忽然之間一半變成真空，會發生什麼？
——Vittorio Iacovella
悲觀主義者或許比樂觀主義者更容易知道結果。當人們說「杯子有一半是空的」，其實他們想錶達的是一個玻璃杯裏包含瞭等量的水和空氣。通常，樂觀主義者看到瞭杯子裏一半是滿的，而悲觀主義者看到瞭杯子一半是空的。這個問題也被拿來測試一個人是否樂觀？
▲樂觀者（左）：我會喝瞭它/悲觀者（右）：一種能延緩死亡卻不能阻止死亡的液體
但如果杯子空著的一半變成真空呢？真空絕對不會持續很長時間，但如果真發生瞭什麼情況，那關鍵就在於： 哪一半是空的？在以下場景中，我們會想像三個半空的杯子，並觀察其每一秒都發生瞭什麼。中間的這杯是常見的杯中水（上麵空氣下麵水）， 右邊那一杯水則是將上麵的空氣換成瞭真空，而左邊的玻璃杯上麵一半是水，下麵一半是真空的。
▲三杯不同的水
我們假設時間在0奈秒的時候齣現瞭真空：
在開始的幾奈秒裏，什麼也沒有發生。 在這個時刻，連空氣分子都幾乎都是固定的。在大多數情況下，空氣分子以大約幾百米每秒的速度微動。但在任何設定的時間，總有一些分子移動快於其他分子。最快的幾個移動速度超過1000米每秒，就如右邊那個玻璃杯，已經有一部份空氣分子嚮真空移動。（下圖）
左邊玻璃杯的真空由於是在水的下麵，使空氣分子不能輕易進去。水作為液體，並沒有像空氣一樣的擴散到真空之中。然而，右邊玻璃杯真空中的水開始沸騰，水蒸氣慢慢的嚮空的地方擴散。（下圖）
此時兩個玻璃杯錶麵上的水都開始沸騰，在右邊的玻璃杯，空氣衝進來並阻止瞭水的真正沸騰。左邊的玻璃杯將繼續以非常微薄的水汽霧來填充空的部分。（下圖）
幾百奈秒後，空氣衝進右邊的玻璃杯，通過液體傳送壓力波，完全覆蓋真空一直到水麵。玻璃杯兩側輕微的隆起，但由於它控製瞭壓力沒有使玻璃杯破碎，衝擊波通過水反射迴空氣。（下圖）
衝擊波傳播同時通過其他兩個杯子（耗時約一毫秒）。由於衝擊波通過它們的傳遞，玻璃杯和水都稍微變形。在幾毫秒內，一聲巨響傳到人類的耳朵裏。（下圖）
在這段時間，左邊的玻璃開始明顯的被提升到空中。 空氣壓力正試圖一起擠壓玻璃和水，這是我們認為吸力的力量。右邊的真空沒有持續足夠長的時間使吸力舉起玻璃，但因為空氣不能進入左邊杯子的真空，因此玻璃杯和水開始互相移動。（下圖）
沸騰的水以少量水蒸氣覆蓋真空。由於空間變小，水蒸汽的積纍慢慢增加瞭水錶麵上的壓力。最終，這將減緩沸騰，就像高壓也會減緩沸騰一樣。（下圖）
然而，由於水蒸氣積聚，玻璃和水移動得太快瞭。開始後不到10毫秒的時間內，他們以每秒數米的速度嚮對方移動。他們之間沒有氣墊--隻有一些蒸氣——水像錘子一樣錘嚮玻璃杯底部。水幾乎是不能壓縮的，所以撞擊並沒有被分散開——而是單一的劇烈衝撞。在玻璃杯上的瞬間力量是巨大的，它被打破瞭。（下圖）
可以看齣，這是「水錘」作用(意指水流於長管路中流動，此時若將管路下遊之閥門快速關閉，水流之流動具有慣性之動量，因此水流之慣性動量持續往前推擠，造成管內壓力急速上升，造成管路受到破壞。)衝擊玻璃杯的底部並將它打破。
當水杯被撞擊時，它突然被嚮下推。裏麵的液體沒能馬上控製住吸力(空氣壓力)。這是一個小的真空，一英吋厚的幾分之一，但是當它消失時，衝擊打破瞭瓶子的底部。在這情況中，這個力量將足以破壞厚重的玻璃杯。（下圖）
杯子底部被水壓著嚮下移動並撞嚮桌子。它周圍水花飛濺，水滴和玻璃碎片嚮著各個方嚮飛去。同時，玻璃杯上半部將繼續往上飛昇。（下圖）
半秒鍾後，桌旁的人會不由自主地抬起頭看著半個玻璃杯的上升運動。（下圖）
玻璃杯以足夠快的速度撞嚮天花闆，結果破碎....（下圖）
等這股力量消耗完之後，破碎的玻璃就會嚮下掉落...結果就是：桌旁的人都受重傷！（下圖）
意義就在於：如果你問瞭這個問題，聽到有人迴答說杯子是半滿，那他一定是樂觀主義者，那麼你就不用擔心會發生什麼事，如果你聽到的迴答是玻璃的一半是空的，那麼你就要小心很快悲劇就會發生。（物理學傢一定跑的很快！）
Randall Munroe收到的第一提問： 0.9倍光速的棒球丟齣去，會發生什麼？ ——結果同樣令人震驚！
延伸閱讀：
美國物理學傢：一個黑洞中含有一個宇宙
新粒子尋獲 可能就是上帝粒子
彈簧公事包飛3樓高？？物理學踢爆星爺
分享鏈接
真是很有趣的命题
不过最左边的状态应该是不可能会出现的吧?
不过要形成马上真空的条件
应该也是不太容易
所以在生活中应该不太会发生吧
如果有影片可以解释就更好了
#引用
就是用物理原理解释真空状态下
水会跟真空环境发生啥交互状态
其中又分杯内真空环境是封闭的或是开放的状态
至于乐不乐观的看法
只是用来做这篇文章之所以要用物理分析的原由罢了
实际上两者的关系可以分开看
#引用
最左边的杯子状态很难创造出
反而是最右边的杯子状态可以渐进创造出
因此无法产生真的影片
没想到还会发生这种状况!
真是悲剧
真是有趣，不过看了结果后我无法确定我是属于哪一种的
#引用
真的要做的话，可以设计一个阀门，阀门一边装水，一边真空，迅速把阀门打开即可
只是最左边的推论真的是有可能吗!?
虽然解释的很详细也很有道理，
但毕竟这只是推论而已吧，
现实中发生也不一定肯定是如此吧!
小小看不懂
所以...别怕xd
我很认真的看了好几分钟
可是我还是看不懂
这个题目就是「假如，人人都是王永庆，会发生什么事？」
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