当你站在浴室里,眼睛闭着,身上打着肥皂的时候,湿湿的(也许是发霉的)浴帘突然飘起来,舒服地裹住你的腿。你有过这样的经历吗?其实你的浴帘没有抓狂,这是它对浴室压强的戏剧性变化而作出的简单反应。
直到很多年以前,没有人能够解释恐怖的浴帘飘起来背后的秘密,尽管人们有许多许多的猜想。有人认为,浴室里被温水加热的上升空气,从地面往上慢慢渗透到冷空气的空间,从而导致浴帘上升。但是,令人精神振奋的冷水浴,浴帘也同样会飘起来。
还有另外一种解释,即伯努利原理。数学家丹尼尔·伯努利出生在1700年的荷兰,其最著名的成就是发现了液体的基本原理:流体的压强和流速成反比。因此,水流经过水管的时候,它的压强随速度的增大而减小。伯努利原理适用于所有的流体,从发动喷气式飞机机翼的液体空气到在血管里流动的血液。
不过,伯努利原理并不能解释浴帘问题。不过,许多人认为这个原理能够解释“浴帘粘裹”现象:浴室中受水驱动的空气,沿着浴帘流动的速度比其他地方快,低压强导致浴帘向里面下陷。
事实上这个答案并不精确。一个科学家在岳母家度假的时候受到启发,最终解开了这个谜题。马萨诸塞大学工程学教授大卫·施密特在岳母的浴室里洗澡,被特别粘人的浴帘搞得十分恼火。回到家后,他在电脑里制作了一个标准浴室的模型,把喷洒下来的淋浴分成50000微小的水滴。模型由水雾构成,包括水滴形状的改变和落地破碎的方式。这个装置工作了几个星期,模拟并计算30秒淋浴数百万兆多次。
施密特发现伯努利效应在淋浴上部起作用,它会使浴帘中的空气流动得更快,气压更低。不过,水滴形成的水雾能够产生更强的影响。在引力作用下加速落向浴室地板的水滴,由于空气摩擦力(空气动力阻力)的影响而减慢了滴落的速度。
浴室的空气开始是以环状进行移动的,就像小尘暴。不过,“浴室风暴”是与地面平行的,它的低气压漩涡对准着浴帘。漩涡仅仅足够强大到拉起轻薄的浴帘。伯努利说,如果有烟吹进浴室,就可以看见这个漩涡。
重重的或带磁铁的浴帘,能够防止漩涡把浴帘拉起来。低气流的淋浴产生一个较弱的漩涡,而不是淋浴上部强烈的伯努利效应。弯曲的浴帘杆(这个东西在宾馆比较常见)把恐怖的浴帘拉到离飞溅的淋浴(或我们)较远的地方,或者把容易飘起的浴帘面料拆掉,安上一个浴门。