Читальный зал -->  Физический фейерверк 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 [ 67 ] 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

близко к вам, то ветер дует со стороны тучи, поскольку поток холодного воздуха, увлекаемого дождем, направлен вниз.

3.87. Тепло, идущее от пальца, согревает жидкость в том месте банки, которого касается палец, и ее плотность уменьщается. Окружающие слои более плотной жидкости вытесняют эту жидкость вверх; она поднимается на поверхность, растекается и о.хлаждается там до тех пор, пока не начнет снова опускаться вниз. Алюминиевые опилки делают эту циркуляцию жидкости видимой.

3.88. Ранним вечером, когда температура падает, дерево оказывается резервуаром более теплого воздуха, который в результате конвекции поднимается вверх. Насекомых привлекает тепло этого воздушного потока, а также, возможно, влага, которая образуется в нем, поскольку при подъеме воздух охлаждается и в нем происходит конденсация пара.

3.89. Камень на дне нагревается солнечными лучами, и теплая менее плотная вода конвекционным потоком увлекается от него к поверхности. Креветкам, видимо, нравится теплая вода (а возможно, и те органические вещества, которые несет этот поток), но они не любят солнечный свет. Поэтому они плывут в конвекционном потоке вверх, но, достигнув освещенной солнцем поверхности, снова опускаются на дно.

3.90. Большая часть избыточного тепла теряется бла-

годаря увеличению потока тепла, переносимого кровью к поверхности кожи, и повышенному потоотделению. Но эти процессы могут также привести к некоторым, чаще незначительным, а порой серьезным нарушениям в организме. Увеличение притока крови к коже может уменьшить кровоснабжение мозга, что в свою очередь может привести к потере сознания, особенно в том случае, если человек резко поднимается. Повышенное потоотделение вызывает обессо-ливание организма, сопровождающееся тошнотой, судорогами, нарушением кровообращения. Если с потом теряется примерно 2% общего количества воды в организме, то человек испытывает сильную жажду. Потеря до 7% воды приводит к сильному нарушению кровообращения и, возможно, даже смерти. Перегрев тела сопровождается теми же симптомами и вызывает потерю сознания, иногда со смертельным исходом.

3.91. Если вы хотите, чтобы к началу занятий кофе был погорячее, сливки следует наливать непосредственно перед потреблением, так как они охладят кофе. Растворение сахара также способствует охлаждению кофе, поскольку при растворении поглощается энергия. Размешивание понижает температуру кофе, ускоряя перенос более горячей жидкости к поверхности и к холодным стенкам чашки по сравнению с обычной конвекцией. Металлическая ложка поглощает тепло и способствует его уносу из жидкости, отдавая его конвекционным воздушным

потокам и излучая в окружающее пространство. Поскольку черный предмет лучше излучает тепло, белый кофе остывал бы медленнее. Аналогичное рассуждение справедливо и для цвета чашки. Однако относительный вклад каждого из этих факторов в остывание кофе пока не исследован. Почему бы вам не заняться этим?

3.92. Молекулы краски должны продиффундировать от негатива к позитиву на расстояние примерно 250 мкм за время проявления, которое для каждого фотоаппарата имеет определенное значение (в современных фотоаппаратах Поляроид оно составляет около 1 мин). Время, за которое молекулы проходят определенное расстояние, зависит от скорости их движения, та же в свою очередь определяется температурой. Понижение температуры уменьшает скорость движения молекул и замедляет их переход на позитив.

3.93. Более высокая температура в центре города по сравнению с его окраинами и пригородами объясняется несколькими причинами: 1) в городе меньше испарение (а оно сопровождается поглощением значительного количества тепла, см. задачу 3.52); 2) мостовые и здания накапливают больше тепла, чем почва; 3) из-за большой высоты строений и их специфического расположения ветер в городе слабее. К менее существенным факторам следует отнести уборку снега зимой и выделение тепла различными механизмами (в том числе автомобилями).

3.94. Полная кинетическая энергия молекул комнатного воздуха пропорциональна произведению числа молекул на температуру. Если воздух считать идеальным газом, то эта энергия молекул пропорциональна также произведению давления воздуха на объем комнаты. При нагревании воздуха в комнате объем последней, естественно, не изменяется. Менее очевидно, что не изменяется и давление. Однако, поскольку комната не изолирована и всегда сообщается с окружающим пространством, давление воздуха внутри нее равно внещнему атмосферному давлению. Таким образом, когда вы согреваете комнату, давление и объем воздуха внутри нее сохраняются прежними, соответственно не изменяется и полная энергия находящихся в комнате молекул воздуха. Это, конечно, возможно лишь потому, что по мере возрастания температуры часть молекул воздуха уходит из помещения.

3.95. Садовод расставляет дымящиеся жаровни в конце дня, когда земля уже прогрета солнцем. Создаваемый жаровнями дым поглощает излучаемое землей тепло и переизлучает его обратно на землю. Поэтому тепло сохраняется в пространстве между дымом и землей, я сад охлаждается не так сильно, как в том случае, когда излучаемое землей тепло беспрепятственно уходит в атмосферу. Подобный эффект создают и естественные облака.

3.96. Снежный покров плохо проводит тепло, поэтому он будет сохранять тепло земли (и растений), изолируя по-

верхность земли от холодного воздуха.

3.97. Пожары вызываются видимым и инфракрасным излучениями, возникающими при ядерном взрыве. В первую секунду после взрыва образующийся огненный шар так горяч, что большая часть излучаемых им электромагнитных волн приходится на ультрафиолетовую область спектра. Земная атмосфера хорошо поглощает ультрафиолетовое излучение, поэтому оно не распространяется далеко за пределы непосредственной области взрыва. По мере расширения и охлаждения огненного шара максимум излучения смещается в сторону более длинных волн, в видимую и инфракрасную области. Через 2- 3 с после взрыва интенсивность этого излучения оказывается достаточной, чтобы загорелись такие материалы, как дерево. Если человек хоть чем-то защищен от прямого излучения взрыва, вероятность получения им ожогов значительно уменьшается. Во время атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки были случаи, когда у людей незащищенные участки тела получали сильные ожоги, а соседние участки, прикрытые одеждой, оказывались совершенно неповрежденными.

3.98. Наличие примеси инициирует рост кристалла, так как частица примеси может послужить центром кристаллизации.

3.99. Гексагональная структура снежинок определяется гексагональной упаковкой молекул воды, образующих

снежинку. Как только возникает начальный зародышевый кристалл, молекулы воды собираются в его углах и постепенно нарастают, образуя веточки снежинки, Форма снежинки зависит от скорости ее падения, температуры и концентрации водяных паров. Однако конкретный характер этих зависимостей мало изучен. Симметрия снежинок свидетельствует о том, что условия присоединения молекул и роста ветвей в пределах одной снежинки должны быть всюду одинаковы.

3.100. Вследствие капиллярных эффектов молоко между двумя близко расположенными хлопьями поднимается вверх. Давление в молоке между хлопьями оказывается ниже атмосферного, а снаружи оно равно атмосферному. Это приводит к тому, что хлопья сближаются.

3.101. Землю вспахивают, чтобы она лучше удерживала влагу. В слежавшейся земле имеется множество маленьких пор, которые действуют подобно капиллярным трубкам. Вода по ним поднимается на поверхнбсть и испаряется. В культивированной почве диаметр таких пор больше, поэтому капиллярные эффекты выражены слабее.

3.102. Если края поверхности жидкости в сосуде загибаются кверху, то это означает, что сила притяжения между молекулами материала сосуда и жидкости больше силы взаимного притяжения молекул жидкости. Если же поверхность жидкости по краям загибается вниз, то

справедливо обратное. Аналогичным образом на основе межмолекулярных взаимодействий можно объяснить растекание капли по поверхности или сохранение каплей своей формы.

3.103. В прошлом веке считалось, что соки поднимаются по стволу дерева под действием атмосферного давления. Это неверно. Сейчас предполагают, что подъем их обусловлен отрицательным давлением. По мере того как молекулы воды испаряются с поверхности листьев, на их место приходят другие молекулы, и мошные межмолекулярные силы поднимают сок по стволу от корней вверх.

3.104. См. ответ к задаче 3.106.

3.105. Камни вылезают на поверхность в результате чередующихся процессов замерзания и подтаивания земли, которые происходят зимой. Когда земля промерзает, граница льда в почве опускается, а водяной пар из почвы диффундирует вверх к границе льда. Если на границе промерзания оказывается камень, то она в этом месте опускается скорее, так как камень лучше проводит тепло, чем земля. Поэтому нижняя часть камня охлаждается скорее, чем окружающая земля. К нижней холодной поверхности камня будет примерзать больше воды, и вследствие расширения льда при замерзании камень начнет выталкиваться вверх сильнее, чем прилежащая к нему земля. Когда земля оттаивает, почва подсыпается под камень и его новое

положение закрепляется. Повторные циклы замерзания и оттаивания, происходящие на протяжении многих лет, в конце концов приводят к тому, что камень вылезает на поверхность.

3.106. Расширением замерзающей под асфальтом воды нельзя объяснить столь значительное вспучивание. Оно усиливается вследствие замерзания воды, которая поднимается из нижних слоев почвы вверх. Если поверхность почвы открыта, то образующийся под поверхностью лед будет выходить наружу в виде ледяных столбиков высотой 3-5 см. (см. задачу 3.104).

3.107. Благодаря капиллярным эффектам вода поднимается по стене на некоторую высоту. При испарении воды растворенные в ней соли откладываются в этом месте и за счет осмотического давления подталкивают воду выше по стене. Короткое замыкание снимает положительный заряд, возникающий в области повышенной концентрации солей, и устраняет осмотические явления.

3.108. Мыльные пузыри удерживаются поверхностным натяжением. Поскольку жидкость стекает к основанию пузыря, его верхушка быстро утончается и рвется скорее всего. Давление внутри пузыря больше атмосферного, так как поверхностное натяжение стремится сжать его.

3.109. Мыльные пузыри наоборот , или антипузыри,как их иногда называют, исследованы очень мало. Под дей-

ствием поверхностного натяжения вода внутри пузыря принимает форму шара, поверхностное натяжение также препятствует тому, чтобы вода из пузыря проходила сквозь воздушную прослойку наружу.

3.110. Если пламя свечи слишком велико, поступающего по фитилю жидкого парафина может оказаться недостаточно для его поддержания, и пламя уменьшается. При этом в зоне горения образуется избыток парафина, и пламя снова ярко вспыхивает. При диаметре фитиля 2,5 мм такие мерцания возникают, когда его длина составляет 1,5-5 мм, причем чем короче фитиль, тем выше частота мерцаний.

3.111. Поскольку отношение площади поверхности к объему у распыленного вещества много больше, чем у того же вещества, сжатого в комок, искра или вспышка мгновенно нагревают отдельные частицы его до температуры воспламенения. Избыток воздуха способствует тому, что сгорание происходит быстро, подобно взрыву.

3.112. Защитная сетка хорошо проводит тепло, поэтому пламя не проникает за сетку. Горючие газы, конечно, могут попасть внутрь лампы, но объем их не настолько велик, чтобы произошел взрыв.

3.113. Высыхая, грязь сокращается в объеме; при этом в поверхностном слое почвы возникают механические напряжения, которые и разрывают его. Линии разрыва, как правило, пересекаются под прямыми углами, так как

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 [ 67 ] 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.