一篇推理小说中运用到的物理原理

【摘要】推理小说是以推理方式解开故事谜题的一种小说。20世纪二、三十年代在欧美得到发展;六、七十年代以来在日本风行，居世界首位。推理小说这个名称，也是在日本首先起用的。它的内容大体与侦探小说一致，主要区别在于它注意科学的逻辑推理，运用推理手段拨开疑云迷雾，揭示案情和破案过程。优秀的推理小说，不仅情节曲折离奇，引人入胜，而且通過深入细致的分析和精确的判断使人佩服;不仅使人获得艺术上的享受，而且得到思想方法上的启发。在推理小说中，作案手法和破案手法必须合理且科学。也就是说，推理小说不允许采用伪科学、纯幻想或投机的机关装置，所以推理小说在设计案情的时候通常会涉及很多方面的知识，化学、医学、物理等等方面的知识。其中，推理小说中涉及的知识比较广泛，不乏物理原理。

【关键词】推理小说;气体压强;物理;理想气体状态方程

现就一篇推理小说中涉及的物理原理进行讨论，该小说中的罪犯是一名中学物理教师，所以会利用物理知识进行相关设计。在该小说中就利用大气压强设计了一个密室，在解释原理时，书中用查理定律和玻义耳定律进行了解释。现在从理想气体状态方程的角度对该原理进行解释。

理想气体状态方程表达式： ， 代表气体的压强， 代表气体的体积， 代表气体的摩尔数， 是普适气体常量，在国际单位制中， 。将日常生活中的气体看成是理想气体，则可以使用该公式。

对于封闭的房间，气体的摩尔数保持不变，理想气体状态方程中的体积是固定值，气体压强会随温度的升高而升高。假设摄氏零度时所对应的大气压是一个标准大气压，即 ，用 表示，由理想气体状态方程

当温度为 时，因为 ，室内的气压：

将比 增大20/273，是 293/273倍，即 。在此基础上通过空调让室内温度上升 ，此时室内的气体压强用 表示，由理想气体状态方程，同样可以算出：

将比 的室内气体压强 增大1/293，是 的294/293倍。对于通常高为 ，宽为 的卧室门来说，作用在门上的气体压力可以利用气体压强计算，因为室外是 ，室内比室外高出 ，由牛顿第三定律，室内和室外均有 的气体压力作用在门上，所以二力平衡，互相抵消，只需计算多出的 气体压强所产生的压力就可以知道门的内侧比外侧多承受的力是多少。先计算室内比室外多的压强：

计算卧室门的面积：

计算卧室门内侧多承受的作用力：

这么大的力到底有多大呢？由公式 把这个力换算成需要提的物体质量更容易体会力的大小。

可以看到当室内比室外高 时，作用在卧室门上的力相当于提起 的物体所需要的力，卧室门开门方向通常是向内侧开门的，对于一间封闭的房间，室内空气完全密闭，和外界没有空气交流，这时想打开门是比较费劲的。如果让室内比室外高出 ，这个力将成倍数变化，就会变成提起 的物体所需要的力。如果让室内比室外高出 ，这个力就会变成提起 的物体所需要的力。这时要开门应该说一般人都办不到。可见对于封闭性良好的房间，只是利用空调，提高室内温度将会使不上锁的房间比上锁的房间还难以打开。

【总结】

在这篇推理小说中，罪犯就是利用理想气体状态方程将没上锁的房间打造成了一个比上锁的房间还难打开的密室。在此也感慨于作家的奇思妙想，能将小小的物理原理加以联想，应用进小说中，同时也发现如果不多学习，怕是连小说都看不懂了。其他知识不知道是否正确，但就这个物理原理来讲，作者解释地非常到位。经过计算也可以发现该项数据正确。

【参考文献】

[1] 张山林.物理原理在机械设计中的应用研究[J].  科学与信息化.2021，（2）：119.

作者简介：张佳慧（1980—），女，汉族，黑龙江佳木斯人，软件工程硕士，实验师，攀枝花学院，研究方向：大学物理教学。