Занимательная физика, 1935-01

Я. ПЕРЕЛЬМАН

Греет пи мех?

Зимой, в холодные дни, мы защищаем себя от мороза меховой одеждой. Отсюда пошло выражение, что мех «греет». Поэтому многие думают, что, завернув кусок льда в мех, мы ускорим его таяние. Но это ошибка.

Закутывая лед в мех, мы нисколько не ускорим его таяния, если только мех не нагрет. Мех той же температуры, как и лед, не может сообщать льду тепла; он способен лишь благодаря плохой своей теплопроводности замедлить проникновение ко льду теплоты окружающих предметов и, следовательно, замедлить его таяние, а никак не ускорить. В этом смысле говорят про «греющее» свойство меха: он не сообщает нашему телу тепла, а лишь замедляет его остывание, потерю им своей собственной теплоты.

Как избежать растрескивания труб от мороза?

Известно, что лед занимает больший объем, нежели вода, из которой он образовался. Поэтому на морозе водопроводные трубы разрываются: замерзающая вода, расширяясь, распирает изнутри их стенки.

Для того чтобы предотвратить растрескивание труб в мороз, советуют придавать им не круглое сечение, а эллиптическое. На чем же основан этот совет?

Если сечение стенок не круглое, а эллиптическое, то величина этого сечения при превращении его (под внутренним давлением замерзающей воды) в круг увеличивается. Происходит это потому, что из всех фигур данного периметра круг замыкает наибольшую площадь. Увеличенное сечение дает возможность увеличиваться в своем объеме и воде, не напирая на стенку трубы. Этим предотвращается разрыв стенок трубы

Волос и пленка мыльной пены

Мы привыкли считать человеческий волос необычно тонким. Поэтому когда спрашивают, что тоньше — человеческий волос или мыльная пленка, большинство из нас не склонно допускать большого различия в их толщине. Между тем разница в толщине здесь огромная. Поперечник человеческого волоса равен 20-й доле миллиметра. Пленка же мыльной пены, т. е. стенка мыльного пузыря, в несколько тысяч раз тоньше! Если представим себе толщину волоса увеличенной в 200 раз, то получим цилиндр в сантиметр диаметром. Разрез же стенок мыльного пузыря при таком же увеличении все еще неразличим для глаза. Надо увеличить его еще в 200 раз, чтобы он представился нам в виде тонкой линии. Волос при этом увеличении имел бы в толщину 2 м.

Тень гондолы стратостата

Многие интересуются, как далеко простиралась в воздухе тень гондолы стратостата «С-ОАХ-1», если известно, что диаметр шарообразной гондолы 2,4 м?

Для решения этой задачи надо принять во внимание, что солнце на небе усматривается нами под углом зрения в ½°. Следовательно, угол при вершине конуса тени, отбрасываемой гондолой (см. рисунок), тоже должен равняться ½°. Из геометрии известно, что каждый предмет, удаленный от глаза на 57 своих поперечников, виден под углом в 1°. Чтобы угол уменьшился вдвое и стал равным ½°, расстояние до предмета должно вдвое увеличиться, т. е. равняться 114 поперечникам. Таким образом мы узнаем, что расстояние от конца тени до гондолы должно быть равным 114 поперечникам гондолы. Но поперечник гондолы — 2,4 м. Значит, длина тени: 2,4 × 114 = 274 м.

Угол при вершине конуса тени, отбрасываемой гондолой стратостата, равен половине градуса.

Получение тепла без нагревания

На первый взгляд кажется невозможным, чтобы тело получало теплоту и в то же время не повышало своей температуры, т. е. не нагревалось. Между тем мы ежедневно наблюдаем такое явление, когда кипятим воду: вода, доведенная до кипения, не повышает своей температуры, хотя приток теплоты к ней продолжается. То же самое происходит и при таянии льда: лед, достигнув температуры 0°, тает, но температуру его не повышается, хотя он и получает теплоту. Вообще при переходе тел из твердого состояния в жидкое и из жидкого в газообразное (в пар) тела получают теплоту без повышения своей температуры.

Может ли лед быть источником теплоты?

Казалось бы, мы ставим совсем несуразный вопрос: ведь лед образуется только в мороз, с ним мы всегда связываем понятие холода, а отнюдь не тепла. Между тем лед, безусловно, может быть источником тепла, а именно, когда он приведен в соприкосновение с еще более холодным телом. Если, например, положить рядом лед при минус 5° и лед при минус 20°, то спустя некоторое время температура менее холодного куска льда понизится, а более холодного повысится: часть тепла перейдет от льда менее холодного ко льду более холодному. На земном шаре нет такого холодного льда, который не мог бы служить источником теплоты. Только тело при температуре минус 273° не содержит вовсе тепла и не может быть его источником.