Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Физика»Содержание №11/2010

Материал к уроку

Почему же, почему?..

рис.1? В нашем офисе закупоренная бутылка кока-колы случайно пролежала четыре года – про неё все забыли. В результате она сплющилась до такой степени, что вообще перестала напоминать бутылку. Но ведь напиток в ней содержит газ, и, казалось бы, по этой причине она не должна сжиматься? Почему же произошли такие значительные изменения? Может быть, ответ связан с таинственными ингредиентами, формулу которых столь строго держат в секрете производители кока-колы?

Ответ. В каждую 2-литровую бутылку кока-колы в процессе производства «закачивается» приблизительно 8,6 л диоксида углерода. При этом пластик, из которого сделана бутылка, не является абсолютно непроницаемым, а потому, если подождать достаточно долго, то весь содержащийся в бутылке углекислый газ проникнет наружу через стенки и перемешается с окружающим воздухом. После этого давление внутри бутылки станет равно атмосферному, а объём, занимаемый жидкостью, уменьшится. В итоге внутри бутылки сформируется область пониженного давления, что и приведёт к изменению формы. На заводах по производству газированных напитков этот эффект хорошо известен.

The Last word. Shrink-wrapped. New Scientist, 09sept.2009
[сайт] URL: http://www.newscientist.com

? Почему полярные медведи не мёрзнут?

рис.1

http://ecovoice.ru

Ответ. Полярные медведи не мёрзнут благодаря исключительно эффективной и простой системе теплоизоляции. Начнём с того, что полярные медведи – один из наиболее хорошо теплоизолированных видов млекопитающих (среди не живущих постоянно в воде). У взрослого медведя 10-сантиметровый слой подкожного жира и толстый слой меха. Волоски медвежьего меха уникальны по своей структуре: каждый волосок является полой трубочкой, так что ответственный за теплоизоляцию воздух находится и внутри волосков, и между ними. Кстати, именно благодаря столь высокому уровню теплоизоляции медведи практически невидимы для ИК-съёмки. В некоторых случаях столь совершенная теплоизоляция может оказать плохую услугу. Так, при повышении температуры воздуха до 10 °С или выше у медведя может случиться тепловой удар. Арктическим летом температура может быть ещё выше, что не сможет не сказаться на способности медведей к охоте. Нарушение условий среды обитания вообще может оказаться для медведей как для самостоятельного вида фатальным. Например, вследствие глобального потепления полярные медведи как самостоятельный вид могут исчезнуть, а вместе с ними исчезнет искусство беречь ту самую энергию, которую человек столь легкомысленно расходует направо и налево.

The Last word. Blood brothers. 10Feb2010. New Scientist
[сайт] URL: http://www.newscientist.com

? Я слежу за маятниковыми часами на здании Тринити-колледжа Кембриджского университета, точность хода которых не ниже 1 с за месяц. Маятник этих часов снабжён устройством, компенсирующим изменения температуры, но на его движении должны сказываться и колебания атмосферного давления. Если средняя глобальная температура действительно увеличивается, приводит ли это к каким-либо заметным колебаниям среднего давления на уровне моря? Иначе говоря, могут ли маятниковые часы ускорить или замедлить свой ход вследствие глобального потепления?

рис.2

Маятниковые часы/ Тринити-колледж (http://www.trin.cam.ac.uk)

Ответ. Давление на уровне моря определяется исключительно массой земной атмосферы. И если нагрев атмосферы не приводит к изменению её массы и действующая на неё сила гравитации остаётся неизменной, то и давление на уровне моря остаётся равным 101 325 Пa вне зависимости от температуры. А следовательно, маятник, расположенный на уровне моря, не будет испытывать большего трения о воздух. Несомненно, будет иметь место другой эффект – расширение атмосферы вследствие её нагревания, из-за чего будет расти давление воздуха на фиксированной высоте над уровнем моря, например, в горах. Это связано с тем, что выше данного уровня будет находится бóльшая, нежели раньше, масса атмосферы. На базе этого факта удалось, проанализировав показания разных барометров (размещённых в горах и на уровне моря), сверить данные об изменении температуры за прошедшее столетие, основанные на показаниях термометров и подтвердить потепление, наблюдавшееся вплоть до 40-х гг. ХХ в., сменившееся похолоданием (до начала 70-х) и новым потеплением (по сию пору). В то же время следует иметь в виду, что более тёплая атмосфера способна удерживать большее количество водяного пара, т. е. общая масса атмосферы по мере нагрева растёт. Следовательно, увеличится и атмосферное давление на уровне моря, следовательно, слегка вырастет и трение о воздух часового маятника. А следовательно, часы начнут отставать.

The Last word. Will global warming change the average air pressure?
New Scientist 03Feb2010
[сайт] URL: http://www.last-word.com