當尼亞加拉大瀑布從一根吸管中通過

顧靜怡

尼亞加拉在印第安語中意為“雷神之水”，是美洲大陸最著名的奇景之一，也是世界第一大跨國瀑布。尼亞加拉大瀑布的 最大流量可達每秒6000立方米，平均流量為每秒5720立方米。如果讓尼亞加拉大瀑布從一根吸管通過，會發生什么事情呢？

要讓尼亞加拉大瀑布通過一根吸管，就必須假設瀑布是在一個容器里，讓液體的流速增加，液體從一個小開口泵出。然而，液體在容器里的流速是有限的，當流體呈氣態，流動速度超過音速的時候，液體就會被嗆住，出口的速度就再也無法提升。

根據伯努利定律，被嗆住的液體內部壓力會大大降低，強迫擠在一起的液體內部會產生水蒸氣一樣的小氣泡，形成氣穴現象。氣穴造成的氣泡會降低水體通過敞口的密度，想要保證液體可以全部通過敞口，就必須加壓增速。

經過實驗室演算，一根常見的吸管直徑約7毫米，為了求流速，將流量簡單除以面積，即將尼亞加拉大瀑布的總體流量除以需要流過的吸管截面積。如果結果大于音速，水流就會被嗆住。也就是說，尼亞加拉大瀑布要通過一枚吸管，速度必須超過音速，這可就有意思了。

往好的地方想，當水分子的速度達到可以和吸管內壁發生核反應時，它甚至可以把北美大陸板塊往南推，當然也能毀掉所有制造這個奇怪的設備本身。

最后，可以放心地告訴大家，尼亞加拉大瀑布無法通過一根吸管。因為迄今為止還沒任何設備能把大量的水體加速到這種高速。如果你執意要想嘗試一下這種有趣的現象，你可以試著把水管接到加速器上，看看會發生什么。