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Q1 你知道北方冬天的门为什么经常被卡住吗？
Q2 为什么冬天烤火后容易感到疲惫？
Q3 打印机的是怎样工作的？
Q4 不断放屁会把沙发熏臭吗？
Q5 晕车的成因以及只带一只耳机为何能缓解晕车？
Q6 如何理解三维宇宙是有限但无界的？
Q7 吹口哨的声音是如何发出来的？
by 莫问
答：
木材是一种有一个特殊方向（即木质纹理方向）的材料，在这个方向上，木材无论是冷缩还是失水收缩都比其它方向明显一些。由于门板和门框/地板的纹理方向未必完全一致，冷缩和失水收缩时会导致两者之间的相对运动，引起锁舌锁孔错位以及活动面相互挤压摩擦力显著增大，造成木门难以打开。
从而，两者都是木门难以打开的原因。然而失水收缩和冷缩哪个才是主要原因？这要比较两者引起的收缩率。固然可以直接去查木材的实验数据，但作为学物理学的，一些简单的纸上估计就足以回答。
以膨胀为例来估计（收缩作为其逆过程是一样的）。膨胀过程是外力（无论是热还是湿润吸水）对抗木材本身弹性使木材变大的过程。木材膨胀的比例与驱动力/弹性回复力的比正相关。
首先估计木材的弹性，以把木材拉伸100%的压强为标志。钢铁的压强大概在200GPa左右，这是熟知的；木材比钢铁软的多，于是估计为10GPa。
经过一些计算，得知伸缩比例与驱动压强/弹性特征压强的平方根成正比。对于热驱动的膨胀，假设温度变化10度左右（因为温度变化显然大于1度而小于100度），将木材吸收的热能用于膨胀的部分换算为压强，约为10kPa,于是热胀冷缩的变化是千分之一左右。
而对于吸水膨胀，通过热力学的估计，水渗入木材的渗透压约为1MPa，于是失水/吸水的变化是百分之一左右。
因此，主因是木门的失水收缩。由于北方湿度变化比南方大得多（相较温度变化的差异而言），这也解释了为什么这一现象更常见于北方。
参考文献：
Lu, J., Xu, W., Xue, Y., & Xu, X. (2023). 木材热湿物性参数测试与比较 [Test and comparison of hygrothermal properties of wooden materials]. 建筑科学 (Building Science), 39(8), 160–167.
by 欧拉格朗日
Q.E.D.
Q2 为什么在冬天人烤火之后会感到疲惫，乏力，慵懒等等症状呢？
by 南方小土豆
答：
冬天烤火后，人常常会觉得浑身放松、困意袭来，这其实与多种可能的因素有关。
在神经系统层面，温暖环境会让负责放松与恢复的副交感神经变得活跃，而紧张警觉的交感神经活动减弱。副交感神经主导后，人会感到安宁、心跳变慢、肌肉松弛，困倦感随之而来。
心理上，火光的闪烁与温暖的色调会给大脑带来安全、放松的暗示，这种“被庇护”的感觉也会进一步放大困意。
此外，冬季的室外温度较低，寒冷环境中，身体为维持核心体温而进入“警觉模式”——皮肤血管收缩，减少热量散失；肌肉轻微颤抖以产生热量；心率上升、代谢加快。当你坐到火炉旁，温度骤升，皮肤血管迅速扩张，大量血液流向体表帮助散热，结果造成相对性的大脑灌注压下降，从而引发类似供血不足的症状（头晕与倦怠）。同时，身体不再需要高代谢来抗寒，能量消耗下降，从高负荷状态转为节能模式，也会让人感觉慵懒无力。
再者，烤火时，虽然体表温度升高，但受到大脑调节，身体会通过向外部散热的机制（如血管舒张），来主动降低核心体温。这个散热过程与自然睡眠前的生理过程非常相似，从而“欺骗”了大脑，触发了睡意。
如果采用传统的火塘，炭盆等取暖方式并且烤火环境密闭，氧气消耗增加或燃料不完全燃烧产生一氧化碳，还可能造成轻度缺氧，使人出现头晕、乏力、昏沉等症状。不过需要注意的是这种情况可能是轻度一氧化碳中毒的早期信号，采用木炭取暖时应确保通风良好，避免在封闭空间内长时间烤火取暖。
参考文献：
Crandall, C. G., & González-Alonso, J. (2010). Cardiovascular function in the heat-stressed human. Acta Physiologica, 199(4), 407–423.
Tan, C. L., & Knight, Z. A. (2018). Regulation of body temperature by the nervous system. Neuron, 98(1), 31–48.
Kräuchi, K. (2007). The thermophysiological cascade leading to sleep initiation in relation to phase of entrainment. Sleep Medicine Reviews, 11(6), 439–451.
Ernst, A., & Zibrak, J. D. (1998). Carbon monoxide poisoning. New England Journal of Medicine, 339(22), 1603–1608.
by 星空
Q.E.D.
Q3 打印机是如何工作的？
by 好奇宝宝
答：
无论哪种打印机，其工作流程都可以简化为接收数据，处理数据与执行打印三个步骤。根据执行打印的工作方式，常见打印机可以分为喷墨式和激光式。
喷墨打印机，顾名思义，其打印是通过喷嘴将微小的液体墨滴喷射到纸张上。喷墨方式主要有热感应式（通电加热墨水，产生气泡将墨滴“推”出）与微压电式（利用晶体通电形变，将墨滴“弹”出）。打印时，打印头在纸张上方横向移动，根据指令从特定喷嘴喷射墨滴。每完成一行，纸张便微微前进，打印头继续下一行。成千上万的墨滴精确组合，最终形成文字或照片。
激光打印机的工作原理则基于静电，其核心部件是感光鼓（由于历史上曾以含硒的材料制成，因此也因袭旧称，称为硒鼓）。它的工作过程可简化为五个核心步骤：
充电：感光鼓旋转，充电辊（gǔn）使其表面均匀布满静电荷。
曝光：激光束根据图像内容扫描感光鼓。感光鼓表面光导材料具有光敏性，在受到激光束照射后被光照的部分与鼓的导电层导通，电荷消失。没有被光照射的部分仍带电荷。形成一个看不见的“静电潜影”。
显影：带相反电荷的墨粉被吸附到感光鼓上仍有电荷的区域，“静电潜影”变为可见的墨粉图像。
转印：纸张从另一侧被送入，在通过感光鼓与转印辊间时，转印辊在纸张背面施加更强电荷，将墨粉图像“吸”到纸面上。
定影：纸张通过高温高压的定影单元，墨粉被熔化并压入纸张纤维。因此，刚打印出的纸张是热的。
图源网络
by 滪旸
Q.E.D.
Q4 一直坐在沙发上放屁，沙发会变臭吗？
by 匿名
答：
这个问题味真足。就正常人的屁来说，你几乎不可能真正把沙发垫子腌入味，反正我失败了。
人的屁的臭味组分主要有含硫化合物、含氮化合物等，通常浓度在 量级。对于胃肠胀气的人，取硫化氢为典型组分，浓度可到达 。而沙发垫子主要由聚氨酯或聚酯纤维构成，没有与这些气体高效强力结合的官能团。
对于吸附过程，我们用常见的朗缪尔吸附模型，它指出吸附率为
即便是长时间的浸在屁味里，达到了吸附平衡，取活性炭和硫化氢的 , ，得到 ，这太小了，根本不足以使得沙发永远变臭。尽管如此，长时间的汗液浸泡、皮屑脱落，微生物的滋生还是会使得沙发变味，但绝对不止因为你放了屁。
所以你不太可能把沙发垫子“腌”入味，但是入味是有可能的，因为沙发的疏松多孔结构所带来的物理吸附能够比化学吸附储存更多的臭气。我们就假设通过奇妙过程导致沙发的孔隙里充满了屁。屁的释放遵循菲克定律
数值求解一维方程。由于正常人是坐下来放屁再起身，事实上沙发内部屁还会被稀释，立刻( )凑近( )闻，还会再稀释 倍左右。遗憾的是，这距离其嗅阈 还差的太远，你还是能够闻到一晚上的工作。但是只要有一点点通风，经过了十个小时，浓度也能顺利降到原来的 倍，对于大多数屁的组分来说，这低于嗅阈了，根本闻不到。
所以说，充气一整晚，沤味十小时，居然不臭了，对于爱干净的各位网友来说，自然不必担心~
参考文献：
Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR). (2017). Toxicological profile for hydrogen sulfide. U.S. Department of Health and Human Services.
by zbl
Q.E.D.
Q5 为什么戴单只耳机可以缓解晕车？晕车不是视觉上给大脑传递错误信息造成的吗？
by 卖乐乐的
答：
结论是：戴单只耳机确实可能缓解晕车，但关键不在“耳机治病”，而在它巧妙地转移了大脑注意力。
晕车的根源，之前的问答栏目已经详细解答，这里就不在赘述啦No.474的Q1在此基础上，我们思考那耳机能如何“干预”呢？研究显示，晕动症不仅与感觉冲突有关，也与注意力分配有关。听音乐是一项需要认知加工的活动——大脑要处理节奏、旋律、歌词等多层信息，从而占用部分注意资源。这样一来，大脑留给“冲突信号”的计算能力减少，主观不适感随之减轻。
而“单只耳机”的效果，可能来自其“不对称的刺激方式”。一只耳朵听音乐，另一只耳朵仍能感知车辆的真实环境声，这种混合听觉输入增加了大脑的整合负荷，进一步起到“分散注意”的作用。虽无确切实验数据，但该假说与“认知干扰”减轻晕动症的模型相符。
当然，这种方法并非治本。若想真正缓解晕车，仍建议保持视线稳定、适当通风，或在必要时使用药物。单耳机缓解晕车，更像是一场精妙的“心理战术”——让大脑忙起来，就不晕了。
参考文献：
Bos, J. E., Bles, W., & Groen, E. L. (2008). A theory on visually induced motion sickness. Displays, 29(2), 47–57.
Keshavarz, B., & Hecht, H. (2014). Pleasant music as a countermeasure against visually induced motion sickness. Applied Ergonomics, 45(3), 521–527.
by 柠七
Q.E.D.
Q6 如何理解三维宇宙的有限但无界？地球球面的二维类比似乎不能让我理解三维情况
by 匿名
答：
这涉及到了拓扑的知识。我们从小教授的空间都是平直的，也即满足勾股定律的空间。但是事实上这只是空间（不管是二维，三维，乃至更高维）的一种特殊情况。有无数种弯曲的空间存在。我们一般认为我们的宇宙是一个有限但没有明显边界存在的三维空间（这里先不考虑四维时空）。我们一般无法想象弯曲的三维空间是因为弯曲的三维空间至少也需要内嵌于平直的四维空间中。我们只能够通过弯曲的二维空间类比到弯曲的三维空间。
大家可以在身边找一张纸和一个球。纸的单面就是一个平直的二维空间（注意是纸的单表面而不是这张纸本身）。同样的球，以及我们的地球表面是一个弯曲的二维空间。这里说的表面大家可以想象成球上印图案的表面，而不是我们生活的地球表面（我们生活在三维空间中，不是二维的地球表面）。
换到三维空间的情况可以参考《从一到无穷大》这本书中的例子：想象两个削了皮的像橡皮泥一样的苹果，我把它们压到一起，使得这俩个苹果都没有表面露在外面，每一处表面都与另一个苹果紧紧贴合。这就是一个弯曲三维空间的例子。
by 灵境
Q.E.D.
Q7 为什么通过改变气流和嘴型，嘴巴就能在吹口哨的时候，刚好吹出来脑袋里想的音乐调调？
by
答：
我们先来解释一下吹口哨的原理。要吹响一声口哨，需要空气振动和声音放大两个步骤。当从嘴里吹出的高速气流进入到流动缓慢的空气中时，会因为受到其阻力而形成湍流。如图所示，湍流中存在的小涡旋会扭曲气流的运动轨迹，让其发生波动——这就是口哨声的来源，它实际上是空气的振动。
气流经过狭缝形成湍流示意图[1]
然而这种振动发出的声音频率有高有低，为什么我们能吹出来音调单一的声音呢？这里口腔就起到了很重要的作用。口腔说到底就是一个形状和体积可以变化的空腔，当某个频率的声波的波长恰好能够在口腔中经过多次反射后形成驻波时（即声波的频率等于口腔的固有频率），这个特定频率的声波振幅就会被放大，而其他频率的声波则不会，于是我们就只能听到这一个音调了。所以，口腔在这里就相当于一个具有滤波功能的谐振腔，我们通过改变口腔的形状和体积，来改变其固有频率，从而改变口哨的音调。
至于为什么我们能吹出脑子里想的调调？这是因为当你吹出一声口哨时，这个声音会立刻反馈给你的大脑，大脑对这个声音与预期的声音进行比对，再向嘴巴发出指令，微调其形状，直到你吹出想要的声音。而当你熟练了之后，这个反馈就形成了一种无意识的肌肉记忆，从而让你产生一种“所想即所听”的神奇的感觉。
参考文献：
Edge Tone
赵凯华,罗蔚茵.新概念物理教程.力学[M].高等教育出版社,2019
by 叉叉
Q.E.D..
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