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为什么有人说满的啤酒瓶比空瓶更容易碎?

为什么有人说满的啤酒瓶比空瓶更容易碎?

由网友 力学Nerd王小胖 提供的答案:

问题可以分两类:密封的啤酒瓶,和开口的啤酒瓶。无论哪种情况,其实都涉及到固体的啤酒瓶和液体的啤酒之间的相互作用力。下面,我们一起来探讨一下。

1、密封的啤酒瓶

生活常识告诉我们,破酒瓶的封装后,瓶内会一同封印住大量的气体,即二氧化碳。二氧化碳的存在让夏天的冰啤更加具有良好的适口性。但是,同样的,瓶内的气压就会由于二氧化碳的存在而大于常压,通常有2个大气压的大小。啤酒瓶的受力分析如下图所示,内外压差有1个大气压左右。

因此,如果啤酒瓶质量不过关,到了夏天气温升高,瓶内压更大,即使不发生碰撞,啤酒瓶也可能因内压而炸裂。我小时候(90年代左右),就被告知,一定要离啤酒瓶远一点。当然,现在的技术已经很成熟了,几乎没听到过静置的啤酒瓶发生爆炸。

2、开口的啤酒瓶

开口状态下,内外呀一致,瓶身的受力就小很多,如果不发生碰撞,几乎不可能自发的爆炸。开口状态的啤酒瓶受力如下,由于内外压一致,可以忽略,啤酒瓶仅受重力(瓶身重力和啤酒重力)作用。

空瓶状态的受力分析与上图类似,少了一个液体啤酒的重力。

3、啤酒瓶的坠落

下图为密封的啤酒瓶、开口的啤酒瓶,以及空瓶,撞击位置的受力简图。对于密封的啤酒瓶,由于内外压差达到了一个大气压,因此瓶身和啤酒自身的重力可以忽略。这种状态下,撞击的时候,由于撞击点的“集中力”作用,局部应力急剧增大,加上内外压差,啤酒瓶首先从内部萌生裂纹,直至炸开。

对于开口的啤酒瓶,由于内外压差一样,因此不参与计算。撞击过程中,受撞击力和两个重力的作用,同样的高度坠落,开孔的啤酒瓶在撞击点的应力水平要小的多。实际上,在坠落过程中,忽略空气阻力,坠落过程瓶子与啤酒不发生作用。一旦开始撞击,瓶身首先受到地面的作用力(向上),此时瓶身已经受损。随即,瓶内啤酒由于自重再次作用与瓶底(向下),让受损的瓶底变本加厉,从而底部破裂。

对于空瓶,撞击过程中由于没有液体啤酒的二次作用,保险系数得到提高。

4、总结

综上,啤酒瓶的破裂与瓶身和啤酒密切相关。密封状态下,内外压是撞击破坏的主因。开口状态下,液体啤酒对底部的二次冲击是撞击破坏的主因。

由网友 SilentTurbine 提供的答案:

我还真的在网上看到过类似的试验。试验用的是试管代替的啤酒瓶,发现确实是装了水的试管更加容易碎一些。

我觉得出现这个问题是由于以下一些原因:

首先,装了水的啤酒瓶肯定要比没有装的更加重一些,相同高度掉下来,显然也是装了水的啤酒瓶重力势能更大,掉到地上的时候,这个能量会被瓶子吸收,能量过大的时候自然啤酒瓶就碎了。

其次,水本身是流动的,所以加了水之后的啤酒瓶强度不会被增加【如果加的是很黏的油脂,可能反而啤酒瓶就更不容易碎了】,而且水在啤酒瓶内的运动跟啤酒瓶不是同步的,啤酒瓶掉落到地上的一瞬间水在啤酒瓶内的运动有可能反而会给啤酒瓶造成二次冲击,而带来啤酒瓶的破裂。

如下图所示,就是网络上一段视频,展示了外界冲击条件下,水在瓶子内的运动反而引起了瓶子的碎裂。

总之,这是一个非常有意思的现象,欢迎大家一起讨论。

由网友 米面君 提供的答案:

在生活当中经常看见瓶装啤酒发生爆炸伤人事件,开启瓶盖不当是主要的爆炸原因之一,特别是现在的年轻人,喜欢用筷子撬,用牙咬,在菱角处碰,两瓶酒在一起搓盖,还有的一些是猛烈摇晃后在膝盖或桌面上一墩,让内压力顶开瓶盖,这是一种非常危险的方法。在内压力加大又遇到强大的外力冲击的时候,酒瓶很容易爆炸。

啤酒瓶爆炸也有一些其它的原因,现在瓶酒瓶都是需要回收的,有些回收瓶是超期服役的。有关规定是静止非B瓶啤酒生产销售,(B瓶就是瓶底部以上20毫米位置上打有标记B,并有生产企业标记,生产的年度和季度标识。)B瓶的回收期限是2年左右,如使用期限过长,容易引起瓶体划痕,擦伤和材质老化,造成抗压力下降,就容易爆炸。满啤酒瓶在遭受强烈撞击或猛烈摇晃之后,瓶内内压极速升高,因满瓶没有气体的压缩空间,内力直接作用在瓶上,如果瓶有老化或划痕就容易爆裂开来。

由网友 歪歪实验室 提供的答案:

在生活当中经常看见瓶装啤酒发生爆炸伤人事件,开启瓶盖不当是主要的爆炸原因之一,特别是现在的年轻人,喜欢用筷子撬,用牙咬,在菱角处碰,两瓶酒在一起搓盖,还有的一些是猛烈摇晃后在膝盖或桌面上一墩,让内压力顶开瓶盖,这是一种非常危险的方法。在内压力加大又遇到强大的外力冲击的时候,酒瓶很容易爆炸。

啤酒瓶爆炸也有一些其它的原因,现在瓶酒瓶都是需要回收的,有些回收瓶是超期服役的。有关规定是静止非B瓶啤酒生产销售,(B瓶就是瓶底部以上20毫米位置上打有标记B,并有生产企业标记,生产的年度和季度标识。)B瓶的回收期限是2年左右,如使用期限过长,容易引起瓶体划痕,擦伤和材质老化,造成抗压力下降,就容易爆炸。满啤酒瓶在遭受强烈撞击或猛烈摇晃之后,瓶内内压极速升高,因满瓶没有气体的压缩空间,内力直接作用在瓶上,如果瓶有老化或划痕就容易爆裂开来。

由网友 秋的韵意 提供的答案:

压力山大,自然比无压力的容易破碎!

由网友 断牙的天使 提供的答案:

有实力的容易自爆。

由网友 解读高水No1 提供的答案:

这其实和我们小时候玩过的一个儿戏‘炮筒’是同一个道理,不知道大家有没有玩过,准备一根竹筒,两头据掉,一头塞上纸或者泥巴,另一头用缠着布的筷子往前快速一通,纸或者泥巴就会瞬间因为强压而飞出去,同时发出爆破音!啤酒也是这样,装有啤酒的瓶子并不是满的所以在动的过程中,由于里面液体会瞬间往一个方向流动,从而压缩瓶内的压强,当瓶子承受不住这个压强的时候,就会破裂!

由网友 二傻娱乐 提供的答案:

满的啤酒瓶比较重,里面气体少,落地冲击力大,易碎,空瓶子轻,里面都是空气,所以不容易虽

由网友 光量子宇宙 提供的答案:

不是有人说,而事实就是装啤酒的瓶子比空瓶子更容易碎。原因是有酒的瓶子重,甩到地上受到的冲击力更大些。空瓶子轻,受到的冲击力小些,不易碎。不光酒瓶,热水瓶也一样。

由网友 云南山野人家 提供的答案:

第一,装满了啤酒掉地上撞击力会大一点,其次装满啤酒后瓶子经过晃动会产生许多气体,经过撞击更容易破碎!

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