Уважаемый посетитель, коллега или учащийся! В этом разделе Вы можете задать любой интересующий Вас вопрос по физике. Я с удовольствием постараюсь ответить на все Ваши вопросы. С уважением администратор сайта Мацаль Виктор Владиславович.
Вопрос прикладной. Итак, в закрытый сосуд закачан аргон с некоторой незначительной примесью кислорода. Давление в сосуде пусть будет 1 кгс/см2, температура от +20 до -20 (если это имеет значение). Содержание примеси кислорода на уровне сотых долей процента. Форма сосуда пусть будет цилиндрической. Будет ли концентрация кислорода в верхней части сосуда большей, чем в нижней? Если да, то от каких параметров будет зависеть разница?
Разделение газов будет. Это связано с различной массой молекул газов. На более тяжелые молекулы аргона будет действовать большая сила тяжести.
В присутствии гравитационного поля (или, в общем случае, любого потенциального поля) на молекулы газа действует сила тяжести. В результате, концентрация молекул газа оказывается зависящей от высоты в соответствии с законом распределения Больцмана:
n = n0exp( -mgh / kT )
где n - концентрация молекул на высоте h, n0 - концентрация молекул на начальном уровне h = 0, m - масса частиц, g - ускорение свободного падения, k - постоянная Больцмана, T - температура.
Мы можем видеть, что концентрация молекул у дна сосуда оказывается выше, чем концентрация в верхней части сосуда. Под действием теплового движения молекулы подбрасываются вверх, а затем падают вниз за счет действия сил тяжести.
Если высота сосуда много меньше чем kT/mg, то зависимостью концентрации от высоты можно пренебречь.
Для температур от -20 до 20 градусов по Цельсию разделением газов при реальных высотах цилиндров можно пренебречь. Таким образом реально использовать такой феномен для разделения газов не целесообразно. Более реально использовать для разделения газов различие в температуре кипения для разных газов.
Часто, для того, чтобы достать гвоздь из доски, между доской и гвоздодером помещают небольшую пластину. Объясните, почему?
Маргарита, пластину помещают для того, чтобы не повредить гвоздодером доску. Усилие от гвоздодера распределяется по всей поверхности пластины и давление на доску уменьшается.
Возможны ли явления интерференции и дифракции с ультрафиолетовыми лучами?
Явления интерференции и дифракции возможны для волн любой природы и любой длины волны. Ультрафиолетовые волны являются электромагнитными волнами с длиной волны большей чем у видимого света и меньшей чем для у рентгеновских лучей. Для них, так же как для видимого света и рентгеновских лучей, возможны явления интерференции и дифракции.
Увеличится ли начальная скорость полета пули(315 метров в секунду) если стрельба будет происходить из автомобиля,движущегося со скоростью 100 км в час?Будет ли на нее влиять сопротивление воздуха?
Оксана, согласно закону сложения скоростей при выстреле в направлении движения автомобиля скорость пули будет складываться со скоростью движения автомобиля. 100 км в час это менее 30 метров в секунду. Таким образом скорость пули возрастет примерно на 30 метров в секунду.
Почему микроволны разогревают воду и жир, но не разогревают многие другие вещества?
Интересует физика самого процесса. Я встречал объяснения, в которых говорится, что молекулы воды и жира представляют собой крошечные диполи (якобы магнитики), на поле которых и воздействует микроволновое излучение. Это гипотеза или факт? Как это проверить? Я не встречал нигде упоминания о том, что на воду и жир можно воздействовать постоянным или переменным магнитом: они не притягиваются к постоянному магниту, а переменный электромагнит не может расшатать молекулы воды или жира. Также, судя по всему, микроволны не взаимодействуют с магнитным полем, например, постоянного магнита.
В интернет есть масса противоречивых мнений на эту тему. Складывается ощущение, что цивилизация использует микроволновки, и при этом никто не понимает, почему они работают.
Александр, на диполи в микроволновой печи действует не магнитная составляющая микроволн, а электрическая составляющая. Диполи поворачиваются под действием электрического поля.
В состав продуктов питания входят многие вещества: минеральные соли, жиры, сахар, вода. Чтобы нагреть пищу с помощью микроволн, необходимо присутствие в ней дипольных молекул, то есть таких, на одном конце которых имеется положительный электрический заряд, а на другом - отрицательный. К счастью, подобных молекул в пище предостаточно - это молекулы и жиров и сахаров, но главное, что диполем является молекула воды - самого распространенного в природе вещества.
Каждый кусочек овощей, мяса, рыбы, фруктов содержит миллионы дипольных молекул.
В отсутствие электрического поля молекулы расположены хаотически.
В электрическом поле они выстраиваются строго по направлению силовых линий поля, "плюсом" в одну сторону, "минусом" в другую. Стоит полю поменять направление на противоположное, как молекулы тут же переворачиваются на 1800..
А теперь вспомним, что частота микроволн 2450 Мгц. Один герц - это одно колебание в секунду, мегагерц - один миллион колебаний в секунду. За один период волны поле меняет свое направление дважды: был "плюс", стал "минус", и снова вернулся исходный «плюс». Значит, поле, в котором находятся наши молекулы, меняет полярность 4 900 000 000 раз в секунду! Под действием микроволнового излучения молекулы кувыркаются с бешеной частотой и в буквальном смысле трутся одна о другую при переворотах. Выделяющееся при этом тепло и служит причиной разогрева пищи.
Приведем три главных правила на тему: что нельзя помещать в микроволновку.
Нельзя помещать в микроволновку посуду с золотыми или иными металлическими ободками. Дело в том, что переменное электрическое поле микроволнового излучения приводит к появлению в металлических предметах наведенных токов. Сами по себе эти токи ничего страшного не представляют, но в тонком проводящем слое, каким является слой декоративного металлического покрытия на посуде, плотность наведенных токов может оказаться столь высокой, что ободок, а с ним и посуда, перегреется и разрушится.
Вообще в микроволновке не место металлическим предметам с острыми кромками, заостренными концами (например, вилкам): высокая плотность наведенного тока на острых кромках проводника может стать причиной оплавления металла или появления электрического разряда.
Ни в коем случае не следует ставить в микроволновку плотно закрытые емкости: бутылки, консервные банки, контейнеры с продуктами и т.д., а также яйца (неважно, сырые или вареные). Все перечисленные предметы при нагреве могут разорваться и привести печь в негодность.
К предметам, которые могут разорваться при нагреве, относятся и продукты питания, имеющие кожицу или оболочку, например помидоры, сосиски, сардельки, колбаски и т.д. Чтобы избежать взрывного расширения подобных продуктов, проколите оболочку или кожицу вилкой перед тем, как помещать их в печь. Тогда пар, образующийся внутри при нагреве, сможет спокойно выйти наружу и не разорвет помидор или сосиску.
И последнее: нельзя, чтобы в микроволновке была… пустота. Иными словами, нельзя включать пустую печь, без единого предмета, который поглощал бы микроволны. В качестве минимальной загрузки печи при любом ее включении (например, при проверке работоспособности) принята простая и всем понятная единица: стакан воды (200 мл).
Включение пустой микроволновой печи чревато ее серьезным повреждением. Не встречая на своем пути никаких препятствий, микроволны будут многократно отражаться от внутренних стенок полости печи, а сконцентрированная энергия излучения может вывести печь из строя.
Кстати, если вы хотите довести воду в стакане или ином высоком узком сосуде до кипения, не забудьте опустить в него чайную ложечку перед тем, как поставить стакан в печь. Дело в том, что закипание воды под действием микроволн происходит не так, как, например, в чайнике, где тепло подводится к воде только снизу, со стороны дна. Микроволновый нагрев идет со всех сторон, а если стакан узкий - практически по всему объему воды. В чайнике вода при закипании бурлит, поскольку со дна поднимаются пузырьки растворенного в воде воздуха. В микроволновке вода дойдет до температуры кипения, но пузырьков не будет - это называется эффектом задержки кипения. Зато когда вы достанете стакан из печи, всколыхнув его при этом, - вода в стакане запоздало забурлит, и кипяток может ошпарить вам руки.
Если вы не знаете, из какого материала изготовлена посуда, проделайте простой опыт, который позволит вам определить, годится она для этой цели или нет. Понятное дело, речь не идет о металле: опознать его несложно. Поставьте порожнюю посуду в печь рядом со стаканом, наполненным водой (не забудьте про ложечку!). Включите печь и дайте ей поработать в течение одной минуты на максимальной мощности. Если после этого посуда осталась холодной, значит, она изготовлена из прозрачного для микроволн материала и ею можно пользоваться. Если же посуда нагрелась, значит, она изготовлена из поглощающего микроволны материала и вам вряд ли удастся приготовить в ней пищу.
Скажите. Есть ли ЭДС у постоянного тока? Никто в интернете не пишет про это. только про переменный.
Анатолий, ЭДС - это характеристика не тока, а источника тока.
Электродвижущая сила источника толка ( сокращенно ЭДС) - способность источника электрической энергии создавать и поддерживать на своих зажимах определенную разность потенциалов.
Численно электродвижущая сила измеряется работой, совершаемой источником электрической энергии при переносе единичного положительного заряда по всей замкнутой цепи.
Если источник энергии, совершая работу A, обеспечивает перенос по всей замкнутой цепи заряда q, то его электродвижущая сила (Е) будет равна
E = A/q
За единицу измерения электродвижущей силы в системе СИ принимается вольт (В).
Источник электрической энергии обладает ЭДС в 1 вольт, если при перемещении по всей замкнутой цепи заряда в 1 кулон совершается работа, равная 1 джоулю.
Уважаемый Виктор Владиславович,помогите, пожалуйста, ответить на вопрос по физике для ученика 7 класса-летом под действием солнца верхняя поверхность камня нагревается.Нижняя поверхность большого камня камня днем прохладная, а к вечеру нагревается и она.Чем объясняется то,что на распространение теплоты от верхней поверхности камня к нижней уходит целый день? Можете ли Вы и далее помогать нам в трудных вопросах и как мы можем Вам заплатить за это? Живем мы в Таллине. Заранее спасибо,Зоя.
Уважаемая Зоя, этот вопрос совсем не труден. Вы правильно назвали тему вопроса: тепловодность. Теплопроводность камня( в отличие от меиаллов) достаточно маленькая и прогреться вся толща камня успевает только за день.
Добрый вечер. Известно что электрический ток есть разность потенциалов. Значит ли это, что если я повисну на двух проводах с одинаковым напряжением, то я не получу разряд, при условии что я ни до чего не дотрагиваюсь? Разность потенциалов при таком раскладе нулю же будет равна?
А что будет если тоже самое сделать на земле? Т.е стоя на земле взять два провода с одинаковым напряжением?
Остап, электрический ток в проводнике возникает при наличие в проводнике разности потенциалов. Если Вы повиснете на проводниках с одинаковыми потенциалами, не изменяющимися с течением времени, то электрический ток в Вашем теле не возникнет. Если в проводах переменного тока одинаковое напряжение,но фазы отличаются, то такой эксперимент может закончится для вас плачевно.
Если стоя на земле вы дотронетесь даже до одного провода, то разность потенциалов между проводом( или двумя проводами) и землей приведет к тому, что через Ваше тело пойдет электрический ток. Величина тока будет определятся материалом и состоянием Вашей обуви и одежды, сопротивление Вашего организма.
Смертельным для человека считается ток начиная с силы примерно в 0,05 А - это те величины тока, которые вызовут такой спазм (поперечно-полосатой) мускулатуры конечностей, который человек не сможет преодолеть и отбросить от себя проводник (или себя от проводника) .
Величины достаточно условные, многое зависит от пути протекания тока. Например токи в несколько ампер, протекающие между кистью и плечом одной руки могут привести к необратимым поражениям тканей, которые потребуют ампутации того, что осталось от руки, но не будут смертельными.
И в то же время ток в сотни раз меньший, но протекающий через кисти разноименных рук или через руку и ногу приведет к летальному исходу из-за остановки сердца.
Как определить, во сколько раз дает выигрыш в силе система блоков?
Юлия, чтобы определить во сколько раз дает выигрыш в силе система блоков, необходимо силу натяжения веревки привязанной к грузу разделить на силу натяжения веревки, которой груз вытягивается.
Если блоки считать идеальными, то можно использовать тот факт, что выигрыш в силе равен проигрышу в расстоянии.
Неподвижный блок не дает выигрыша в силе.
Идеальный( невесомый и без трения) подвижный блок) дает выигрыш в силе в 2 раза.
Объясните что я видел? однажды летом в армии стоя на посту ночью, я и мой товарищ видели: от нас в метрах 60 летел не сильно яркий светящийся, слегка овальный шар, с яркой точкой по середине, в метрах 7 над землей. Летел параллельно растущим деревьям, в метрах 3 от них, затем повернул и полетел так же вдоль деревьев как они росли. Погода была теплая, возможно немного облачно. Кемерово, Новосибирская область.
Алексей, спасибо за письмо. Ты сам ответил на свой вопрос.Конечно Ты видел шаровую молнию. Твое письмо подтверждает, что шаровые молнии изредка можно наблюдать и при отсутствии грозы.
Почему тарелка, положенная на поверхность воды плашмя, плавает, а опущенная в воду ребром тонет?
Дмитрий, тело плавает если сила Архимеда равна силе тяжести. При опускании тарелки ребром сила тяжести всегда больше силы Архимеда. и тарелка тонет. Если тарелку опускать плашмя, то при некотором погружении тарелки в воду сила Архимеда сравняется с силой тяжести и тарелка будет плавать на поверхности воды.
Уважаемый Виктор Владиславович! Известно, что сверхвысокочастотные (крайневысосочастотные) волны (излучения) могут нанести вред живым организмам.
Из методов защиты самое распостраненное - отражающие экраны.
1. Существуют ли приборы, способные "ломать" частоту волн, делая их безопасными? Если Вы затрудняетесь ответить на данный вопрос конкретными примерами, то прошу ответить, возможно ли сделать что-то для решения такой задачи, и на чем должен основываться принцип дейcтвия подобного прибора.
Заранее благодарен.
С уважением, Роман.
Роман, изменение частоты электромагнитных волн без их поглощения вряд ли возможно. Такое изменение можно получить с использованием эффекта Доплера или в сильных гравитационных полях. Но в земных(бытовых) условиях это не представляется возможным.
Всегда думал, что чем больше измерений при проведении опыта делаешь тем меньше погрешность, но недавно узнал что погрешность уменьшается только до какого-то конкретного количества измерений, а потом сколько не меряй меньше ее не получишь.Объясните пожалуйста почему так происходит.
По причине возникновения погрешностей различают
• Инструментальные / приборные погрешности — погрешности, которые определяются погрешностями применяемых средств измерений и вызываются несовершенством принципа действия, неточностью градуировки шкалы. • Методические погрешности — погрешности, обусловленные несовершенством метода, а также упрощениями, положенными в основу методики. • Субъективные / операторные / личные погрешности — погрешности, обусловленные степенью внимательности, сосредоточенности, подготовленности и другими качествами экспериментатора.
При большом количестве измерений уменьшаются именно субъективные / операторные / личные погрешности, а инструментальные и методические погрешности остаются на прежнем уровне, сколько бы измерений не выполнять.
Что будет с лучом красного цвета, если он упадет на зеленую поверхность?
Зеленая поверхность отражает только световые волны, соответствующие зеленому цвету. остальные волны идеально зеленой поверхностью отражаются. Волны, соответствующие красному цвету поглотятся .Таким образом, если красный луч упадет на зеленую поверхность, то он полностью поглотиться.
Учителю физики и ученикам
