撒尿时枪口比动能会大于 1.8 焦耳/平方厘米吗？
首先，我们需要明确您提到的“枪口”和“动能”在这里的含义。
“枪口” (Muzzle)： 在这里，您可能指的是尿液从尿道口喷射出的那一刻。
动能 (Kinetic Energy)： 动能是物体由于运动而具有的能量，其公式为 $KE = frac{1}{2}mv^2$，其中 $m$ 是物体的质量，$v$ 是物体的速度。
能量密度（焦耳/平方厘米，J/cm²）： 您提到的单位是能量密度，这意味着您是在问单位面积上的能量。如果您将尿液喷射的截面积设为 $A$，那么单位面积上的动能可以理解为总动能除以截面积，即 $frac{KE}{A} = frac{frac{1}{2}mv^2}{A}$。
为什么在正常情况下不会大于 1.8 J/cm²？
为了理解这一点，我们需要考虑几个关键因素：
1. 尿液的质量流速 (Mass Flow Rate)：
人类排尿时，尿液的排出速度（流速）相对较低，通常在几十毫升到几百毫升每分钟。
尿液的密度接近水的密度（约 1 g/cm³）。
计算一个大致的流速： 假设一个人每分钟排出 200 毫升尿液，那么每秒钟的体积流速是 $frac{200 ext{ mL}}{60 ext{ s}} approx 3.33 ext{ mL/s}$。换算成质量流速，就是 $3.33 ext{ g/s}$ 或 $0.00333 ext{ kg/s}$。
2. 尿液的速度 (Velocity)：
尿液从膀胱通过尿道排出时，受到的阻力（尿道阻力、粘滞性等）会减缓其速度。虽然感觉上尿液是“喷射”的，但其速度远不如子弹或高压水枪。
估算速度： 假设尿道口的直径约为 0.5 厘米。如果每秒排出 3.33 mL 的体积，并且出口截面积为 $pi imes (0.25 ext{ cm})^2 approx 0.196 ext{ cm}^2$，那么速度大约是 $frac{3.33 ext{ mL/s}}{0.196 ext{ cm}^2} approx 17 ext{ cm/s}$，或者 $0.17 ext{ m/s}$。这是一个非常粗略的估算，实际速度会因个体差异和膀胱压力而变化，但通常不会达到很高。
3. 尿道口的截面积 (Crosssectional Area of the Urethral Opening)：
尿道口的尺寸相对较小。男性尿道口直径通常在 0.40.8 厘米之间，女性尿道口更小。
我们取一个平均值，比如直径 0.5 厘米，那么截面积 $A = pi imes (frac{0.5 ext{ cm}}{2})^2 approx 0.196 ext{ cm}^2$。
4. 计算能量密度：
我们来计算一个片段尿液的动能。假设我们考虑一个瞬间排出的一小滴尿液，质量为 $m$。速度为 $v$。
我们将上面的估算值代入：
尿液质量 $m$：如果我们考虑每秒流出 3.33 克，那么我们考虑一个 1 毫秒（0.001 秒）的片段，其质量约为 $0.00333 ext{ g/s} imes 0.001 ext{ s} = 0.00000333 ext{ kg}$。
速度 $v approx 0.17 ext{ m/s}$。
动能 $KE = frac{1}{2}mv^2 = frac{1}{2} imes 0.00000333 ext{ kg} imes (0.17 ext{ m/s})^2 approx 4.79 imes 10^{8} ext{ Joules}$。
尿道口截面积 $A approx 0.196 ext{ cm}^2$。
能量密度 $frac{KE}{A} approx frac{4.79 imes 10^{8} ext{ J}}{0.196 ext{ cm}^2} approx 2.44 imes 10^{7} ext{ J/cm}^2$。
从这个粗略的计算可以看出，即使是考虑一个非常小的尿液片段，其单位面积上的动能也远小于 1.8 J/cm²。
为什么 1.8 J/cm² 是一个相对较高的值？
1. 子弹的能量密度作为对比： 为了理解 1.8 J/cm² 是什么概念，我们可以将其与一些常见的物体进行比较。
手枪子弹： 一颗 9mm 手枪子弹（直径约 0.9 cm），质量约 7 克（0.007 kg），速度约 350 m/s。
动能 $KE = frac{1}{2} imes 0.007 ext{ kg} imes (350 ext{ m/s})^2 approx 429 ext{ Joules}$。
假设子弹的截面积与其直径相关，近似为一个圆，截面积 $A = pi imes (frac{0.9 ext{ cm}}{2})^2 approx 0.64 ext{ cm}^2$。
子弹的能量密度 $frac{KE}{A} approx frac{429 ext{ J}}{0.64 ext{ cm}^2} approx 670 ext{ J/cm}^2$。
高压水枪： 即使是强大的高压水枪，其喷射出的水流速度也需要非常高才能达到类似的能量密度。例如，切割机使用的水刀，其喷嘴非常小，压力极高，才能形成高能射流。
2. 生物限制： 人体排尿是通过膀胱肌肉收缩和括约肌放松来实现的，这个过程是一个生理性的排出，而非高速、高压的喷射。尿道结构也决定了其能够承受的压力和流速是有限的。如果尿液以如此高的能量密度喷射，可能会对尿道造成损伤。
总结原因：
尿液的排出速度（速度）： 膀胱肌肉收缩产生的压力不足以将尿液以极高的速度喷射出去。
尿液的粘滞性和摩擦力： 尿液在尿道中的流动会受到粘滞性和尿道壁的摩擦阻力，这会进一步降低其速度。
尿道口的尺寸： 尿道口虽然不大，但相对于能产生如此高能量密度的速度来说，是不足以产生这样效果的。
生理机制的限制： 人体的排尿机制是为了安全有效地排出废物，而不是为了产生高能射流。
结论：
在正常情况下，一个人撒尿时，尿液从尿道口喷射出的“枪口”的单位面积动能（能量密度）远远小于 1.8 焦耳/平方厘米。这个数值（1.8 J/cm²）通常与高速弹丸（如子弹）或专门的切割工具（如高压水刀）的能量密度才有所关联。人体的生理机制决定了尿液的排出速度和压力是相对温和的。
如果您看到或听到关于排尿能达到如此高能量密度的说法，这很可能是一个误解、夸张或者是指代了非常特殊的、非正常的情况（比如某种疾病导致的尿液喷射异常，但即使如此，要达到 1.8 J/cm² 的能量密度也非常困难）。
网友意见
鉴定这一步其实还好
收缴这一步令人胆寒
至于到了拍卖这一步就令人莫名尴尬
要是流拍了那可真是人生一大污点
高赞的大佬已经分析的非常透彻了，但是在这里，我还是想争取把广大男性同胞送进去(bushi)
瑞典的发明家卡尔·古斯塔夫·帕特里克·德·拉瓦尔（Karl Gustaf Patrik de Laval），给口径缩小的喷嘴上加了一段口径扩张的部分。结果喷出的蒸汽竟然达到了前所未有的速度，这种口径先缩小后扩张的喷管就被称作了拉瓦尔喷管，如今被广泛的用在了火箭推进器上。
既然尿液的极限速度为3.25m/s，达不到6m/s的入刑速度，我们不妨借助拉瓦尔喷管，来提高低速流体的速度v。
在这里，拉瓦尔喷管实际上起到了一个"流速增大器"的作用。
拉瓦尔喷管不仅仅应用于火箭发动机，导弹的喷管也是这样的喇叭形状的，所以拉瓦尔喷管在武器上有着非常广泛的应用。[1]
总之，流体流动过程中会遵循质量守恒对应的连续性定理，同一时间内流体流进任意截面的流量和从另一截面流出的流量相等。可以得到推论：低速（小于声速很多）理想流体（遵循理想流体状态方程）连续不断地流经一个粗细不一的管子时，粗的地方流的慢，细的地方流的快。这主要是为了保证流量在管道的各个截面上相等。
综上所述，在拥有外部设备的情况下，理论上可以把尿液加速到6m/s的速度，从而管吃管住。
当然，你也可以用手压迫尿道，不过这会增加炸膛的风险，并可能因此患上尿道疾病，这部分资料等待医学方面的补充，这里不再赘述。
(注:这里不考虑超音速的尿液，毕竟超音速的尿液duck不必考虑)
[1] 周文祥, 黄金泉, 周人治. 拉瓦尔喷管计算模型的改进及其整机仿真验证[J]. 航空动力学报, 2009, 24(11):211-216.
写在前面
最近更新：Feb. 23, 2021
- 在文末位置增加了更新日志。
- 细化了在后方讨论区域中，关于考察时间的讨论。
- 修正了关于认定为枪支的法律依据的来源。
先说结论
《中华人民共和国枪支管理法》中并没有1.8/0.16的定义，就是说1.8/0.16不是根据《中华人民共和国枪支管理法》来的。《中华人民共和国枪支管理法》规定：第四十六条本法所称枪支，是指以火药或者压缩气体等为动力，利用管状器具发射金属弹丸或者其他物质，足以致人伤亡或者丧失知觉的各种枪支。至于1.8/0.16，分别是公安部推荐性行业标准《枪支致伤力的法庭科学鉴定判据》（GA/T718-2007）以及《仿真枪认定标准》中的规定，和《中华人民共和国枪支管理法》完全是两回事（这里非常感谢评论区 @艾迪 提供的信息）。
男性正常排尿[1]产生的流体流束，其初始比动能是国家对枪支的标准的 95.6%，是国家对于仿真枪标准的 1075%。
该结论本身其实非常粗糙并且失妥，详见后方的讨论部分。
射精的速度能够到达 ，对应的比动能是 ，所以在大街上射精违反《中华人民共和国枪支管理法》，属于非法持有枪支弹药（扯淡
计算过程
涉及到的计算过程属于高中物理范畴，可以用来出题。
第一部分
基本思路是设置一个虚拟考察时间为
假定在短距离内流束为圆柱形，当尿道半径为 ，尿液流束速度为 时，在考察时间内，经过尿道口的流束体积为
由于考察时间在数值上等于1，所以在算式中被消除。关于考察时间的讨论，我们在本次回答的最后进行说明。
在尿液密度为 时，考察时间内产生的流束质量为
查询资料可得，男性尿道自膀胱颈部的尿道口至尿道外口，长约16-22 cm。管径平均为5～7mm[2]。男性正常最大尿流速应该大于每秒 15mL、女性为 20mL[3]。根据已知的尿道直径和每秒产生的流束体积，可以计算出初始流束速度为
我注意到评论区有一些同学质疑这个数值是否正确，主要的反馈是认为该数值偏小，顺便骂了我一顿（这部分请您过目 @长考 ）。但请你们注意该计算涉及到的数据来源提到，这是「男性正常最大尿流速应该大于」，也就是排除初始阶段和收尾阶段、中间稳定排尿过程中，正常数值的下限。换言之，如果你的尿液稳定流速小于这个速度，说明你的泌尿系统工作是不正常的。我很理解年轻的各位可能没办法想象到这个数据的设置，但是要明白还是有很多泌尿系统本身没有问题的老年人的。
了解完排尿速度的下限，我们再来看一下上限。这个我们就用老数据了（感谢评论区 @Hydrogen 提供的文献）。1985年，德国科学家测试了37名男童的排尿速度进行了测量，得到的流速范围 [4]。
则上述下限和上限速度对应的比动能为（感谢评论区 @聪明的钢锁 的耐心指正）
可以看到，在保持最大排尿速度的时候，这个动能就已经相当危险了，非常接近法律标准 。
第二部分
我还顺便计算了一下如果想要达到国家对于枪械的最低度量标准所需要的流束速度，
可以看到，相当危险，根据1985年的数据，一不小心就超了。
假如达到这个速度，你会感受到的反冲力大小可以通过动量和冲量的对等关系进行计算
考察时间在这里依然做消除，因为数值为1。
大约是两枚鸡蛋的重量，微不足道。
这部分的数值依然和考察时间的选取有关，我们放在文末进行讨论。
第三部分
射精情况下，精液射束的速度约为 [5]，此时尿道口的初始比动能为[6]
但考虑到在这种情况下，极端速度导致的流形变化，以及精液区别于尿液具有一定的非牛顿流体性能（假塑性流体[7]），已经不能采取最简单的平流牛顿流体的最简单公式进行推算了。
所以在大街上射精违反《中华人民共和国枪支管理法》，属于非法持有枪支弹药（扯淡
关于法律条文的讨论
当然仅仅计算比动能是不能作为判断是否违法或者犯罪的唯一依据的，除了比动能外，法律关于管制枪支的规定还有另外两个构成要件：
- 具备枪支外形特征，并且具有与制式枪支材质和功能相似的枪管、枪机、机匣或者击发等机构之一的；
- 外形、颜色与制式枪支相同或者近似，并且外形长度尺寸介于相应制式枪支全枪长度尺寸的二分之一与一倍之间的。
而且罗翔老师说得好，「法律作为入罪的标准，伦理作为出罪的依据」，你在大街上排尿也好射精也罢，在社会伦常上是不可能违反国家对于枪械管控的相关标准的（当然会违反其他法律）。
关于考察时间的讨论
排尿产生流束作为连续的工质输出，它的比动能并不能和以枪械为典型这种短时间-离散-弹丸射击类的器械完全等同。在实际的标准制定和测试过程中，也并非测量投射物的飞行速度来计算动能，而是通过实际杀伤效果进行测试。 的这个数值是用猪的眼睛作为标准指定的，超过该数值，会对眼球造成严重毁伤。
尽管物理量的意义不变，时间和速度并不随投射装置的实际发射情况发生物理属性上的改变，但是实际上比动能的这个概念本身是严重受到考察时间的影响的，因为该物理量仅就动能对截面积微分而不对时间微分，这意味着随着考察时间设置的延长，所谓比动能的数值会发生重大变化。而随着投射装置的投射情况的不同，比如水枪/排尿的连续工质输出，和弓弩/枪支/射精的瞬时工质投射，其考察时间本身会被赋予瞬时与否的额外意义。
简单来说，我们提到射精的流束速度可以高达 ，但这是一个瞬时过程，其实际发生的时间远远小于我们在上文中设置的 ，否则就会计算出射精的流量每秒高达 的荒谬结论。
该鉴定依据的设立是建立在预设了投射器械是以类似于枪械的瞬时过程抛出物质的形式进行工作，因此没有详细地限定对时间的要求，因为不同机械的射击时间和弹丸尺寸本身也会有较大差别，比如枪械用到的短小的子弹，和弩所使用的箭矢。
更新日志
更新：Feb. 22, 2021
- 更正了计算中出现的物理量概念错误。
- 更正了结论中涉及到的比值。
- 增加了在计算过程中对物理量的解释。
- 回答了部分评论区的质疑。
- 增加了法理相关的解释。
以上。
参考
- ^ 没有非正常排尿，别想了。
- ^百度百科：尿道 https://baike.baidu.com/item/%E5%B0%BF%E9%81%93
- ^百度百科：尿动力学检查 https://baike.baidu.com/item/%E5%B0%BF%E5%8A%A8%E5%8A%9B%E5%AD%A6%E6%A3%80%E6%9F%A5/16306542?fromtitle=%E5%B0%BF%E8%B7%AF%E5%8A%A8%E5%8A%9B%E5%AD%A6&fromid=10427376
- ^[Normal values of urine stream velocity in boys] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/4072450/
- ^维基百科编者. 射精[G/OL]. 维基百科, 2021(20210210)[2021-02-10]. https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%B0%84%E7%B2%BE
- ^ 事实上，这样计算是不妥的。
- ^Wikipedia contributors. (2021, January 14). Shear thinning. In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 03:23, February 11, 2021, from https://en.wikipedia.org/wiki/Shear_thinning
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