Индекс
zay4e Сря Дек 12, 2007 8:18 amФизика в къщи
Прибираме се в къщи, бързо слагаме съд с вода да възври и започваме да извършваме друга полезна дейност.
След известно време започва да се чува слаб шум, който по-късно става по-остър, но ние все още не сме обезпокоени, че водата ще изкипи. Щом, обаче, остротата на шума намалее, ние скачаме и изключваме нагревателното устройство или въобще правим това, което трябва да се направи след завиране на водата. Защо се променя звукът, който чуваме в зависимост от нагряването на водата?
След първоначалното нагряване на дъното на съда, от него започват да се отделят първите водни мехурчета, които близо до дъното се пукат със не много силен съскащ звук. Образуваните по-късно и вече по-големи мехурчета се придвижват нагоре, към по-малко нагретите слоеве на водата и там се пукат, като предизвикват звук, който е по-остър и по-силен. Малко след това водата е толкова нагрята, че повечето мехурчета достигат до повърхността, която активно кипи, и там се пукат, вече във въздуха, с по-приглушен бълбукащ звук. Ако в този момент не сме много разсеяни, ще пристъпим към следващите предвидени действия. В противен случай водата ще ни подсети малко по-късно, когато може да е и твърде късно, особено, ако сме сложили кафето предварително.
Физика в къщи 2
I.Зима е.
Прибираме се в къщи. Духаме в шепите си, за да ги стоплим. в къщи включваме нагревателя, за да си сварим чай, но си опарваме пръстите. Пак духаме към пръстите, но сега за да ги охладим. Защо, въпреки че и в двата случая, издишваме въздух с практически една и съща температура, резултатът е съвсем различен?
И в двата случая действат главно два процеса:
1) пренос на топъл въздух от белия дроб към ръцете
и
2) охлаждане, поради това, че струята, която издишваме, създава понижено налягане върху повърхността на ръцете и предизвиква приток на по-хладен въздух към тях.
Когато издишваме, за да стоплим ръцете си, струята е широка и с малка скорост и тогава преобладава ефектът на първия процес. Обратното се получава, когато духаме, за да охладим опареното място- тогава струята е тясна и с по-голяма скорост и вторият процес е със значително по-силно действие. Към този ефект се прибавя и ускореното изпарение на влага от ръцете, което отнема допълнителна топлина от тях.
II. Лято е.
В стаята е горещо. Изчерпали сме наличните средства за охлаждане (закриване на прозорците, пиене на студени напитки и др.). Осенява ни спасителна мисъл: да отворим хладилника, оставяйки го включен с надеждата, че ще охлади стаята, пък макар и малко. Прави ли сме?
И да и не. Да, но само за кратко време, докато хладният въздух от вътрешността на хладилника, както и неговите охладени части, изравнят температурата си с околния въздух. След това, както и преди това, включеният хладилник ще действа като котлон и ще затопля още повече стаята.
На любителите на силни усещания препоръчваме да прочетат в учебниците по физика за връзката между действието на хладилника и втория закон на термодинамиката.
III.
Може би сте забелязали, че живачният термометър има стеснение на тръбичката с живак малко над резервоара за живак. Защо, когато поставим термометъра под мишницата си (или в топла вода), живакът минава през това стеснение и достига до съответното деление на термометъра, а когато го оставим да изстине, не може да се върне в резервоара на термометъра без да упражним някакво насилие върху него, напр. като го стръскаме? Нали вече я няма причината (топлото тяло или вода), поради която живачният стълб се е издигнал от резервоара?
Когато термометърът се нагрява от топлото тяло, в резервоара се създава налягане, което е достатъчно да изтласка живака, преодолявайки съпротивлението на стеснението. След като извадим термометъра от мишницата си, за връщането на частта от живачния стълб над стеснението съдействат само междумолекулните сили на живака (придърпването от страна на охладения живачен стълб преди стеснението), които са недостатъчни, за да се преодолее съпротивлението на стеснението.
Небето
Вероятно, този въпрос е в списъка на десетте най-много задавани въпроси през хилядолетията на човешката цивилизация. Той, разбира се, има своя научен отговор днес. За да разберем отговора, трябва да използваме някои знания , които сме придобили в процеса на обучението по физика.
1. Прието е, че чистата атмосфера е съставена само от молекули и атоми (кислородни, водородни, азотни и др.), които имат размер, който е значително по-малък от този на дължините на вълните на лъчите от видимия спектър.
2. Когато слънчевият лъч достигне до атмосферата, той:
а) частично се разсейва, съгласно закона на Релей (1842-1919), като интензивността му е обратно пропорционална на четвъртата степен на дължината на вълната му. Ето защо сините лъчи се разсейват по-силно (15-16 пъти) от червените поради това, че дължината на вълната им е много по-малка от тази на червените; след всяко разсейване, обаче, интензитетът на разсеяната светлина намалява;
б) частично се поглъща, като по-силно се поглъщат лъчите с по-малка дължина на вълната; погълнатата светлина е пропорционална на дебелината на поглъщащия слой на атмосферата.
Поради това, че на големи височини атмосферата е силно разредена, се приема, че ефективно разсейващият и поглъщащият слой в посока, перпендикулярна на Земната повърхност, е с дебелина около 20-25 km, като най-плътен е при земната повърхност. При изгрев и залез пътят на лъчите през такъв плътен слой е около 500 km., защото те преминават през атмосферата почти по допирателната към земната повърхност. Ето защо през деня и особено, когато Слънцето е в зенит, пътят на лъчите през по-плътните слоеве на атмосферата е много по-къс и частта на погълнатата светлина е все още достатъчно малка, така че в разсеяната светлина, която достига до земната повърхност, преобладават (вж. т.а)) сините лъчи в сравнение с лъчите от другите части на спектъра (за този ефект съдейства и озоновият слой, който е на височина около 20 km и поглъща по-силно червените лъчи от видимия спектър на Слънцето). Така се получава небесно-синият цвят. Ако наблюдателят се намира на височина 3-10 km (напр. на висока планина или на самолет), този ефект е подсилен и небето изглежда виолетово-синьо. Обратно е положението при изгрев и залез на Слънцето: тогава лъчите, които достигат до мястото на наблюдателя, изминават много по-дълъг път през атмосферата (около 500 km), в резултат на което те претърпяват много пъти повече актове на разсейване и поглъщане, отколкото в зенита на Слънцето. В този случай се оказва, че поглъщането на лъчите от виолетово-синята част на спектъра е относително по-силно от тяхното разсейване, в сравнение със съотношението на поглъщане и разсейване в червената част на спектъра (вж. т.б)). Поради това, небето, наблюдавано от земната повърхност, е с преобладаващо оранжево-червен цвят, характерен за изгрева и залеза.
Синият цвят на дневното небе може лесно да бъде променен от наличието на замърсявания, като аерозоли, прах с различен произход, облаци и др. Частиците, които образуват такива допълнителни включвания в състава на атмосферата, са обикновено с размер, който е по-голям от дължината на вълната на видимите слънчеви лъчи и законът на Релей не е в сила за тях. Обяснението на цвета на небето трябва да бъде давано конкретно за всеки разглеждан случай.
Прибираме се в къщи, бързо слагаме съд с вода да възври и започваме да извършваме друга полезна дейност.
След известно време започва да се чува слаб шум, който по-късно става по-остър, но ние все още не сме обезпокоени, че водата ще изкипи. Щом, обаче, остротата на шума намалее, ние скачаме и изключваме нагревателното устройство или въобще правим това, което трябва да се направи след завиране на водата. Защо се променя звукът, който чуваме в зависимост от нагряването на водата?
След първоначалното нагряване на дъното на съда, от него започват да се отделят първите водни мехурчета, които близо до дъното се пукат със не много силен съскащ звук. Образуваните по-късно и вече по-големи мехурчета се придвижват нагоре, към по-малко нагретите слоеве на водата и там се пукат, като предизвикват звук, който е по-остър и по-силен. Малко след това водата е толкова нагрята, че повечето мехурчета достигат до повърхността, която активно кипи, и там се пукат, вече във въздуха, с по-приглушен бълбукащ звук. Ако в този момент не сме много разсеяни, ще пристъпим към следващите предвидени действия. В противен случай водата ще ни подсети малко по-късно, когато може да е и твърде късно, особено, ако сме сложили кафето предварително.
Физика в къщи 2
I.Зима е.
Прибираме се в къщи. Духаме в шепите си, за да ги стоплим. в къщи включваме нагревателя, за да си сварим чай, но си опарваме пръстите. Пак духаме към пръстите, но сега за да ги охладим. Защо, въпреки че и в двата случая, издишваме въздух с практически една и съща температура, резултатът е съвсем различен?
И в двата случая действат главно два процеса:
1) пренос на топъл въздух от белия дроб към ръцете
и
2) охлаждане, поради това, че струята, която издишваме, създава понижено налягане върху повърхността на ръцете и предизвиква приток на по-хладен въздух към тях.
Когато издишваме, за да стоплим ръцете си, струята е широка и с малка скорост и тогава преобладава ефектът на първия процес. Обратното се получава, когато духаме, за да охладим опареното място- тогава струята е тясна и с по-голяма скорост и вторият процес е със значително по-силно действие. Към този ефект се прибавя и ускореното изпарение на влага от ръцете, което отнема допълнителна топлина от тях.
II. Лято е.
В стаята е горещо. Изчерпали сме наличните средства за охлаждане (закриване на прозорците, пиене на студени напитки и др.). Осенява ни спасителна мисъл: да отворим хладилника, оставяйки го включен с надеждата, че ще охлади стаята, пък макар и малко. Прави ли сме?
И да и не. Да, но само за кратко време, докато хладният въздух от вътрешността на хладилника, както и неговите охладени части, изравнят температурата си с околния въздух. След това, както и преди това, включеният хладилник ще действа като котлон и ще затопля още повече стаята.
На любителите на силни усещания препоръчваме да прочетат в учебниците по физика за връзката между действието на хладилника и втория закон на термодинамиката.
III.
Може би сте забелязали, че живачният термометър има стеснение на тръбичката с живак малко над резервоара за живак. Защо, когато поставим термометъра под мишницата си (или в топла вода), живакът минава през това стеснение и достига до съответното деление на термометъра, а когато го оставим да изстине, не може да се върне в резервоара на термометъра без да упражним някакво насилие върху него, напр. като го стръскаме? Нали вече я няма причината (топлото тяло или вода), поради която живачният стълб се е издигнал от резервоара?
Когато термометърът се нагрява от топлото тяло, в резервоара се създава налягане, което е достатъчно да изтласка живака, преодолявайки съпротивлението на стеснението. След като извадим термометъра от мишницата си, за връщането на частта от живачния стълб над стеснението съдействат само междумолекулните сили на живака (придърпването от страна на охладения живачен стълб преди стеснението), които са недостатъчни, за да се преодолее съпротивлението на стеснението.
Небето
Вероятно, този въпрос е в списъка на десетте най-много задавани въпроси през хилядолетията на човешката цивилизация. Той, разбира се, има своя научен отговор днес. За да разберем отговора, трябва да използваме някои знания , които сме придобили в процеса на обучението по физика.
1. Прието е, че чистата атмосфера е съставена само от молекули и атоми (кислородни, водородни, азотни и др.), които имат размер, който е значително по-малък от този на дължините на вълните на лъчите от видимия спектър.
2. Когато слънчевият лъч достигне до атмосферата, той:
а) частично се разсейва, съгласно закона на Релей (1842-1919), като интензивността му е обратно пропорционална на четвъртата степен на дължината на вълната му. Ето защо сините лъчи се разсейват по-силно (15-16 пъти) от червените поради това, че дължината на вълната им е много по-малка от тази на червените; след всяко разсейване, обаче, интензитетът на разсеяната светлина намалява;
б) частично се поглъща, като по-силно се поглъщат лъчите с по-малка дължина на вълната; погълнатата светлина е пропорционална на дебелината на поглъщащия слой на атмосферата.
Поради това, че на големи височини атмосферата е силно разредена, се приема, че ефективно разсейващият и поглъщащият слой в посока, перпендикулярна на Земната повърхност, е с дебелина около 20-25 km, като най-плътен е при земната повърхност. При изгрев и залез пътят на лъчите през такъв плътен слой е около 500 km., защото те преминават през атмосферата почти по допирателната към земната повърхност. Ето защо през деня и особено, когато Слънцето е в зенит, пътят на лъчите през по-плътните слоеве на атмосферата е много по-къс и частта на погълнатата светлина е все още достатъчно малка, така че в разсеяната светлина, която достига до земната повърхност, преобладават (вж. т.а)) сините лъчи в сравнение с лъчите от другите части на спектъра (за този ефект съдейства и озоновият слой, който е на височина около 20 km и поглъща по-силно червените лъчи от видимия спектър на Слънцето). Така се получава небесно-синият цвят. Ако наблюдателят се намира на височина 3-10 km (напр. на висока планина или на самолет), този ефект е подсилен и небето изглежда виолетово-синьо. Обратно е положението при изгрев и залез на Слънцето: тогава лъчите, които достигат до мястото на наблюдателя, изминават много по-дълъг път през атмосферата (около 500 km), в резултат на което те претърпяват много пъти повече актове на разсейване и поглъщане, отколкото в зенита на Слънцето. В този случай се оказва, че поглъщането на лъчите от виолетово-синята част на спектъра е относително по-силно от тяхното разсейване, в сравнение със съотношението на поглъщане и разсейване в червената част на спектъра (вж. т.б)). Поради това, небето, наблюдавано от земната повърхност, е с преобладаващо оранжево-червен цвят, характерен за изгрева и залеза.
Синият цвят на дневното небе може лесно да бъде променен от наличието на замърсявания, като аерозоли, прах с различен произход, облаци и др. Частиците, които образуват такива допълнителни включвания в състава на атмосферата, са обикновено с размер, който е по-голям от дължината на вълната на видимите слънчеви лъчи и законът на Релей не е в сила за тях. Обяснението на цвета на небето трябва да бъде давано конкретно за всеки разглеждан случай.
» Бъдете честни(за момчета)
» Всички марки коли!
» Мисли за приятелството
» В какво училище учите?
» Мистични същества - игра
» Човешкото тяло (ЕНЦИКЛОПЕДИЯ)
» Покана за уика форум
» Силата на човешката психика - по-силна от всичко!?