Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Физика»Содержание №17/2006
Почему же, почему?..

Почему же, почему?..

? Я купил охлаждённую, упакованную в плёнку грудку индейки и положил её в морозильную камеру холодильника. Некоторое время спустя я обнаружил, что упаковка раздулась, превратившись буквально в воздушный шарик. Что случилось с этим продуктом?

Ответ. Первое, что приходит в голову, – надо выбросить, т.к., по-видимому, индейка оказалась под воздействием микробов. Однако есть и другие объяснения. Вы купили не просто грудку, а исходно влажную грудку, причём влага содержала растворённый в ней воздух, главным образом азот и кислород. Когда вы положили покупку в свой морозильник, температура в котором заведомо выше температуры морозильника в магазине (вы можете в этом убедиться, посмотрев на дисплей магазинной установки), излишки растворённого воздуха начали испаряться и раздули герметичную упаковку. Такого никогда не происходит с быстрозамороженными продуктами, потому что при быстрой заморозке воздух оказывается включённым в мясо и кусочки льда в виде пузырьков. Нечто похожее происходит при быстром промышленном замораживании льда: кубики льда получаются мутными от множества включённых в них воздушных пузырьков. Когда же вы делаете лёд дома, в своей морозилке, кубики получаются прозрачными.

NewScientist.com
(№ 2541, 4 Мarch, 2006
)

? Два года назад, катаясь на лыжах, я повредил коленные связки. С тех пор я стал «ходячим барометром» – перед дождём коленки болят. Это происходит и зимой, и летом и, кажется, не зависит от влажности. Интересно, как мои коленки узнают о предстоящем дожде?

Ответ 1. Наше тело, грубо говоря, представляет собой «сборку» из наполненных желатином и скреплённых палочками оболочек. Неповреждённая ткань, будь то жир, мышцы или кость, относительно упруга и способна расширяться или сжиматься при изменении атмосферного давления. В противоположность этому повреждённая ткань очень плотная и жёсткая и не способна так же реагировать. Представьте себе, что часть оболочек в вашей гипотетической сборке склеилась между собой, а внешнее давление понизилось. Оболочки начнут расширяться, а клей (т.е. повреждённая ткань) будет деформироваться и растягиваться. В живой ткани это вызовет возбуждение нерва и ощущение боли до тех пор, пока давление не нормализуется или повреждённая ткань не растянется как следует. Всё это может занять несколько часов, а иногда и дней. Я, например, время от времени озадачиваю своих коллег в клинике, заявляя, что сегодня будет наплыв пациентов с жалобами на боль в суставах. И никогда не ошибаюсь, потому что слежу за прогнозом погоды. Облегчить такую боль можно, делая тёплые ванночки или мягкие разогревающие упражнения.

Ответ 2. В 60-х гг. ревматолог Дж.Холландер построил специальную камеру, чтобы исследовать причины возникающей в суставах боли при изменении погоды. Он доказал, что такая боль возникает при высокой влажности в сочетании с низким внешним давлением (именно такие условия возникают перед дождём). Одно из объяснений – при понижении давления повреждённые связки вздуваются, окружающие сустав нервы возбуждаются, и человек чувствует боль. Другое объяснение: воздух в суставной сумке расширяется, и это вызывает боль.

Недавно японские учёные провели эксперименты, показавшие, что боль в спине, вызванная изменением атмосферного давления, обусловлена вакуумными явлениями, когда между позвонками скапливаются газы. Это происходит при деформации межпозвонковых дисков, обычной у пожилых людей. Для облегчения боли рекомендуется держать суставы в тепле и не допускать их увлажнения. Некоторым утешением может служить сознание того, что ваш прогноз погоды заведомо точнее, чем прогноз учёных, составляющих метеосводки!

Ответ 3. Одной из причин боли в суставах может явиться повреждение колена с кровотечением и отёком, вызванными микроскопическими трещинами пористой кости. Возможно, изменения атмосферного давления приводят к изменению области отёка в кости и вызывают боль. Для проверки этого предположения хорошо было бы провести ЯМР-исследования повреждённого сустава в разное время.

www.newscientist.com
(2006, № 2541, Мarch 4)

? Как молекулы воды в снежинках «узнают» о других молекулах, находящихся от них на расстоянии в тысячи молекул, и образуют совершенно одинаковые шестиконечные формы?

Ответ 1. Молекулы воды ничего и «не знают» друг о друге. Они образуют гексагональные кристаллы, поскольку при давлении 1 атм обрразуется кристаллическая решётка льда, обладающая симметрией 6-го порядка (при высоких давлениях образуются другие формы льда). Кристалл растёт за счёт присоединения к исходной молекуле других, пролетающих мимо с достаточно низкими скоростями. Разница температур и давлений в микрообласти, окружающей зародыш кристалла, порождает и разные формы снежинок, – они похожи, но не идентичны. При быстром замораживании вырастает множество взаимно проникающих кристалликов и появляется лёд, не имеющий определённой кристаллической структуры. Так происходит при быстрой заморозке льда в рефрижераторах. При медленном же охлаждении, например, при получении листового стекла или замерзании пруда, получаются напряжённые кристаллы с хорошо выраженной анизотропией.

Ответ 2. Снежинки начинаются с частичек пыли или подобным им центров кристаллизации, вокруг которых замерзает вода, образуя зародышевые кристаллики льда с шестигранной симметрией. Водяные пары охлаждаются быстрее на углах, от которых растут веточки со скоростью, определяемой атмосферными условиями. Если снежинки движутся сквозь облако, то температура и влажность непрерывно меняются, что определяет разницу в форме кристаллических граней.

www.newscientist.com
(2006, № 2556, June 17)

Подборка и пер. с англ.
Н.Д.КОЗЛОВОЙ

.  .