我們的相對論探索之旅始於機上提供的點心飲品,不過有一種飲料可能會讓人有些失望,那就是我們在飛機上很難喝到一杯好茶,而失望的原因不單只是因為用塑膠杯裝很沒質感而已。
愛好喝茶的人喜歡用滾水泡茶,這代表著沖茶的水必須是攝氏一百度才行,但這點在飛機上辦不到。不是因為空服員偷懶,而是在飛機上根本無法將水加熱至攝氏一百度。此現象是起因於氣壓的關係。
想想看類似水這種液體沸騰的時候會發生什麼情形?液體中的分子因快速移動而逸散至空氣中。如果處於沒有空氣的環境之下,水分子在任何運動速度下即可逸散——若你到真空的太空中,儘管那邊的溫度相當低,水仍舊會沸騰。
大致上來說,空氣壓力會阻止大部分的水分子逸散脫離。想像空氣就像是數十億顆球向下轟炸,強迫水分子待在那裡不要跑掉。因此,低氣壓的環境意味著撞擊表面球的數量較少,水分子不再需要以高速運動來強行衝破束縛即可逸散逃脫。
以機艙來說,艙內氣壓相當於海拔八千英尺的高度處,水溫大約在九十度時就會沸騰(達到沸點),所以你的茶最多也只能達到這樣的溫度而已。不論空服員再怎麼加熱都沒用,直到水燒乾為止,水溫都不會跳到九十度以上。因為在達到沸點之後,任何強加於滾水的額外能量都會轉化成為斷開鎖鏈的力量,迫使越來越多原本聚集在一起保持液體狀態的熱水轉變為氣體形態,而非改變水的溫度。只有在所有的鎖鏈都被斷開之後,溫度才會再度升高。
假設你從飛機上的廚房拿一個電熱水壺放到機艙外機翼上,用此水壺煮出來的滾水來泡茶會非常難喝,因為那邊的空氣只有海拔四萬英尺的氣壓,水溫在攝氏五十三度時就會沸騰。
所以,如果你只喜歡喝以「適當的」攝氏一百度滾水所泡出來的茶,那麼在飛機上還是乖乖喝咖啡,別點茶了吧。
「聽」食物
如果茶讓你不滿意,那麼機上食物大概也差不了多少,飛機餐的難吃程度好像也不算意料之外。除非是商務艙或是頭等艙,否則人們對飛機餐的評價實在不高。不過,這不一定是航空公司的錯,而是有一些物理效應讓食物變得難吃。可能是因為機艙低氣壓的影響,再加上機內乾燥的空氣,以及食物加熱的方式,不過,其中一項令人意外的因素是環境噪音。
雖然我們很快就能適應並且忽略飛機的背景音,但是飛機裡的確是有噪音在持續著,引擎的聲音跟空調系統都有影響(更不用提其他乘客發出的聲音)。如果你讀到此段時剛好人正在飛機上,你會突然再度意識到噪音的存在,噪音永遠都在。
二○一○年發表的一份研究報告探討噪音對品嘗食物的影響,受試者被蒙住眼睛,在不同程度的噪音值之下,替各種食物評分。當噪音較大時,受試者傾向於將食物評為不夠甜或不夠鹹,但是吃起來感覺比較有咬勁。
然而,參與這項研究的受試者只有四十八人,規模相對較小,所以對於航空公司是否可藉由發送耳塞來改善飛機餐的評價,尚需更進一步的研究才能定案。
本文摘自《飛機上的驚奇科學課:從機場、機艙到機窗外,航空旅途中的103個科學疑問全解答》晨星出版 (2015/05/01發行)