Hinahabol ang init

2024 May -akda: Seth Attwood | [email protected]. Huling binago: 2023-12-16 16:18

"Ngayon ang mga bata ay natututo ng mga tamang ideya tungkol sa init na nasa ikapitong baitang."

(Mula sa koleksyon na "Jokes of Great Scientists")

… Ang Kazakh steppe ay pinaso ng Araw. Ang mga siyentipiko mula sa isang maliit na pangkat ng ekspedisyon, na nagpupunas ng pawis, ay nagmamasid sa mga saiga. Ang mga siyentipikong ito ay nagsasagawa ng responsableng siyentipikong pananaliksik. Nais nilang eksperimento na kumpirmahin ang mga salita ng Academician Timiryazev: "".

Ang pamamaraan ng ating mga siyentipiko ay wala kahit saan na mas simple. Sinusubaybayan nila kung gaano karaming damo ang kinakain ng mga hayop sa kanilang natural na kapaligiran. Ang calorie na nilalaman ng feed na ito - i.e. ang dami ng init na inilalabas kapag ito ay sinunog sa isang calorimeter ay alam na ng mga siyentipiko. Ito ay nananatiling lamang upang ihambing ang dami ng "potensyal na enerhiya" na ito na nilalaman sa pagkain ng saiga sa gawain na ginawa ng mga kalamnan nito sa panahon ng kanyang buhay.

Ngunit … habang tumatagal ang pag-obserba ng mga siyentipiko, lalo silang naging mapanglaw. Nakikita mo, ang mga saiga na ito ay sa paanuman ay mali. Kumain sila ng kaunti - ang bilang ng mga calorie sa kanilang mga rasyon ay naging ilang beses na mas mababa kaysa sa pagkonsumo ng enerhiya ng kanilang mga kalamnan. Ang mga reserbang taba ay walang kinalaman dito - ano ang iyong mga reserbang taba sa tag-araw? Ang pinaka-nakakasakit na bagay ay na ang mga saigas ay binawi ang lahat ng "scientifically grounded norms": ang calorie na nilalaman ng kanilang pagkain ay malinaw na hindi sapat para sa buhay, at sila ay medyo masayahin … Narito ang isang kaakit-akit na saiga, kumindat sa mga siyentipiko, maganda. itinaas ang buntot nito at naglalabas ng isa pang batch ng tae. “Nakita mo ba ang ginagawa niya? - hindi makalaban ng isang tagamasid. - Pinagtatawanan kami, ruminant na nilalang! - "Tumahimik ka, kasamahan! - tugon ng pangalawa. - Sa kabaligtaran, sinabi niya sa amin: hindi namin dinala ang eksperimento sa dulo! Ito … ang dayami ay dumaan sa baka - ito, natuyo, nasusunog din! Ginagamit ito ng mga lokal bilang panggatong!" - "Gusto mo bang sabihin, kasamahan, na ito … ito ay … mayroon ding calorie na nilalaman?" - "Talaga! At susukatin natin ito!"

Wala pang sinabi at tapos na. Walang kasiyahan ang calorimeter nang magsunog sila ng tae sa loob nito - ngunit para sa kapakanan ng agham kailangan kong magtiis. Gayunpaman, ang mga mananaliksik ay hindi gaanong natuwa nang sila ay kumbinsido na ang calorie na nilalaman ng tae ay kapareho ng calorie na nilalaman ng orihinal na feed. Ito ay lumabas na sa antas ng "potensyal na enerhiya na nilalaman ng organikong bagay" ni Timiryazev, ang hayop ay hindi lamang kumonsumo ng mas kaunti kaysa sa kinakailangan para sa gawain ng mga kalamnan nito, ngunit naglalabas din hangga't natupok nito. Iyon ay, walang ganap na natitira para gumana ang mga kalamnan. Alam na alam ng aming mga siyentipiko na ang mga kakaibang konklusyon ay hindi para sa kanilang mga ulat. Samakatuwid, nagwiwisik sila ng abo sa kanilang buhok - ang parehong nasunog na tae - at iyon na ang katapusan nito.

At sa ngayon, ang sitwasyon tungkol sa "calorie content ng pagkain" ay isang hangover ng ilang uri. Kung tatanungin mo ang mga nutrisyunista tungkol sa kung gaano karaming mga calorie sa isang araw ang dapat kainin ng pagkain upang "garantisadong mawalan ng timbang sa loob ng dalawang linggo," ipapaliwanag nila sa iyo ang lahat nang detalyado - bukod pa rito, kukuha sila nito nang mura at hindi kumukurap.. Ang kanilang trabaho ay ganito … Ngunit ang tanong namin sa mga akademiko: saan nanggagaling ang mga calorie na ginagamit ng mga saigas sa paglalakad, pagnguya, at pag-angat ng kanilang mga buntot? At hindi gusto ng mga akademiko ang tanong na ito. Ang masakit, hindi siya komportable para sa kanila. Ang pinakamataas na maaari mong makamit mula sa kanila ay isang apela sa katotohanan na ang mga nabubuhay na organismo, sabi nila, ay ang pinaka-kumplikadong mataas na organisadong mga sistema, at samakatuwid sila, sabi nila, ay hindi pa napag-aralan nang sapat. Kaya kayo, mga tiyuhin, sa balangkas ng pag-aaral ng mga nabubuhay na organismo, hindi ka ba nag-imik tungkol sa mga resulta ng mga pagsukat ng calorimetric tulad ng mga inilarawan sa itaas? O natatakot ka na mamula ka kapag pinagtawanan ka ng mga bata? Buweno, narito ang isang napatunayang katutubong lunas para sa iyo: kuskusin ang iyong beetroot muzzle - kung mamula ka, hindi ito masyadong kapansin-pansin.

Paano dumating ang mga akademiko sa buhay na ito? Okay, kahit na ang mga animate na organismo ay napakahirap para sa kanila. Ngunit sa isang walang buhay na sangkap, na napapailalim sa pagkilos ng mga pisikal at kemikal na batas lamang - kung gayon ang mga tanong na may mga calorie ay dapat na ganap na transparent? Hindi namin pinag-uusapan ang mga phenomena na matatagpuan sa mga accelerators at collider. Ito ay mga phenomena na maaaring kopyahin ng sinuman sa kanilang sariling kusina. Tila ang napakalaking praktikal na karanasan ay dapat na hinubog sa ganap na malinaw na mga ideya tungkol sa init. Ngunit sasabihin namin sa iyo kung paano talaga nabuo ang karanasang ito.

Kahit na ang mga sinaunang pilosopo sa tanong ng kalikasan ng init ay nahahati sa dalawang kampo. Ang ilan ay naniniwala na ang init ay isang malayang sangkap; mas marami ito sa katawan, mas mainit ito. Ang iba ay naniniwala na ang init ay isang pagpapakita ng ilang ari-arian na likas sa bagay: sa isang naibigay na estado ng bagay, ang katawan ay mas malamig o mas mainit. Noong Middle Ages, nangibabaw ang una sa mga konseptong ito, na madaling ipaliwanag. Ang mga konsepto ng istruktura ng bagay sa mga antas ng atomic at molekular ay ganap na hindi nabuo - at samakatuwid ito ay isang misteryo na ang pag-aari ng bagay na maaaring maging responsable para sa init. Ang mga pilosopo, sa napakaraming nakararami, ay hindi nag-abala na subukang hanapin ang mahiwagang ari-arian na ito - ngunit, sa pangunguna ng herd instinct, ay sumunod sa maginhawang konsepto ng init bilang isang "calorific matter".

Oh, kung gaano sila katiyaga na sumunod dito - sa mga cramp sa mga kalamnan na nakahawak. Unawain: ang calorific matter, tulad nito, ay inililipat mula sa mainit patungo sa malamig na mga katawan kapag sila ay nakipag-ugnay. Ang mas maraming calorific matter sa katawan, mas mataas ang temperatura ng katawan. Ano ang temperatura? At ito ay isang sukatan lamang ng nilalaman ng calorific matter. Kung ang calorific matter ay inilipat mula sa kanan papuntang kaliwa, kung gayon ang temperatura ay mas mataas sa kanan. At vice versa. Kung ang calorific matter ay hindi inilipat alinman sa kanan o sa kaliwa, kung gayon ang mga temperatura sa kanan at kaliwa ay pareho. Hayaang ang mga konsepto ng "calorific matter" at "temperatura" ay konektado ng isang lohikal na mabisyo na bilog, ngunit kung hindi man ang lahat ay kamangha-mangha. Posible pa ring gumawa ng mga praktikal na konklusyon: upang mapainit ang isang katawan, kinakailangan upang magdagdag ng calorific matter dito - kung ihahambing sa kung ano ang mayroon na. At para sa naturang karagdagan, kinakailangan ang isang mas pinainit na katawan, kung hindi man ay hindi ililipat ang calorific matter. Shine! Sa batayan ng mga ideyang ito, ginawa ang mga gumaganang heat engine! Ang prinsipyo ng indestructibility ng calorific matter ay nabuo kahit na, ibig sabihin, sa katunayan, ang batas ng konserbasyon ng init!

Siyempre, ngayon madali para sa atin na pag-usapan ang tungkol sa kawalang-muwang ng mga medieval na quirks na ito. Ngayon alam natin na ang init ay isa sa mga anyo ng enerhiya, at ang batas ng konserbasyon ng enerhiya ay hindi gumagana para sa alinman sa mga anyo nito. Gumagana ang batas na ito para sa enerhiya sa kabuuan - isinasaalang-alang ang katotohanan na ang ilang mga anyo ng enerhiya ay maaaring ma-convert sa iba. Ngunit sa panahong iyon nang ang calorific matter ay itinuturing na isang mahalagang bahagi ng Uniberso, ang prinsipyo ng hindi pagkasira nito, dahil sa mga pag-angkin sa unibersal na saklaw, ay humantong sa mga pilosopo na humanga. Para sa pang-eksperimentong kumpirmasyon ng prinsipyong ito - totoo, hindi sa isang unibersal, ngunit sa isang lokal na sukat - ang mga kahon na ito na may double bottom, na tinatawag na calorimeter, ay naimbento at ginamit.

Ito ay kamangha-mangha: sa kurso ng siyentipiko at teknolohikal na pag-unlad, mula sa mga mekanikal na stopwatch, una silang lumipat sa kuwarts, at pagkatapos ay sa mga atomic na orasan, mula sa mga teyp sa pagsukat ng lupa ay lumipat sila sa mga laser rangefinder, at pagkatapos ay sa mga GPS receiver - at ang mga calorimeter lamang ang nakabukas. out na ganap na hindi maaaring palitan sa usapin ng direktang pagpapasiya thermal effect. Hanggang ngayon, tapat na nagsisilbi ang mga calorimeter sa kanilang mga user: naniniwala ang mga user sa kanila at iniisip nila na sa tulong nila alam nila ang katotohanan. At sa Middle Ages sila ay nanalangin para sa, protektado mula sa masamang mata, at kahit na fumigated na may insenso - na, gayunpaman, ay hindi nakatulong nang malaki. Narito, tingnan: ang proseso sa ilalim ng pag-aaral ay nagpatuloy sa isang baso na may mga dingding na nagdadala ng init, na nasa loob ng isang malaking baso na puno ng isang buffer substance. Kung, sa panahon ng proseso sa ilalim ng pag-aaral, ang calorific matter ay pinakawalan o hinihigop, kung gayon ang temperatura ng buffer substance, ayon sa pagkakabanggit, ay tumaas o bumaba. Ang sinusukat na halaga sa parehong mga kaso ay ang pagkakaiba sa temperatura ng buffer substance bago at pagkatapos ng proseso sa ilalim ng pag-aaral - ang pagkakaiba na ito ay tinutukoy gamit ang isang thermometer. Voila! Totoo, ang isang bahagyang kahirapan ay mabilis na natuklasan. Ang mga sukat ay inulit sa parehong proseso ng pagsubok, ngunit may iba't ibang mga buffer substance. At ito ay lumabas na ang parehong mga timbang ng iba't ibang mga sangkap ng buffer, na nakakakuha ng parehong halaga ng calorific na bagay, ay nagpapainit ng iba't ibang halaga ng mga degree. Nang walang pag-iisip nang dalawang beses, ang mga masters ng thermal affairs ay ipinakilala sa agham ng isa pang katangian ng mga sangkap - kapasidad ng init. Ito ay medyo simple: ang kapasidad ng init ay mas malaki para sa sangkap na naglalaman ng mas maraming calorific matter upang uminit sa parehong bilang ng mga degree, lahat ng iba pang mga bagay ay pantay. Teka, teka! Pagkatapos, upang matukoy ang thermal effect sa pamamagitan ng calorimetric na paraan, kinakailangang malaman nang maaga ang kapasidad ng init ng buffer substance! Paano mo nalaman? Ang mga heat masters, nang walang straining, ay nagbigay din ng sagot sa tanong na ito. Mabilis nilang napagtanto na ang kanilang mga kahon ay mga dual-purpose device na angkop para sa pagsukat hindi lamang sa mga thermal effect, kundi pati na rin sa mga kapasidad ng init. Pagkatapos ng lahat, kung susukatin mo ang pagkakaiba sa temperatura ng buffer substance at alam mo ang dami ng heat-generating matter na hinihigop nito, kung gayon ang nais na kapasidad ng init ay nasa iyong silver platter! At kaya nangyari ito: ang mga thermal effect ay sinusukat sa batayan ng kaalaman sa mga kapasidad ng init, at ang mga kapasidad ng init ay kinikilala sa batayan ng mga sukat ng mga thermal effect. At kung ang isang tao, hindi dahil sa masamang hangarin, ngunit dahil lamang sa kuryusidad, ay nagtanong: "Ano ang una mong sinukat - init o kapasidad ng init?" - pagkatapos ay sinagot siya sa espiritung ito: "Makinig, matalinong tao, ano ang nauna - isang manok o isang itlog?" - at naunawaan ng matalinong tao na hindi siya dapat magtanong ng mga hangal na tanong.

Sa madaling sabi: kung hindi ka magtatanong ng mga hangal na katanungan, kung gayon ang lahat ay maayos sa pamamaraan ng calorimetric, maliban sa isang nuance. Sa simula pa lang, ang pamamaraang ito ay batay sa pangunahing postulate na ang calorific matter ay may kakayahan lamang na dumaloy mula sa mas maiinit na katawan patungo sa mas kaunting init. Pagkatapos ay walang sinuman ang nag-isip ng isang simpleng bagay: kung ang susing postulate na ito ay tama, sa paglipas ng panahon ang temperatura ng lahat ng mga katawan ay magkakapantay - at, tulad ng sinasabi nila, amen. Gayunpaman, kung naisip ito ng sinuman, makatwirang tutol sila sa kanya na ang plano ng Diyos ay hindi maaaring maglaman ng ganoong katangahan - at dahil dito ang lahat ay tumahimik.

Sa isang salita, ang konsepto ng calorific matter sa agham ay kumportableng pinainit. Samakatuwid, ang aming Lomonosov, sa kanyang simpleng pagiging simple, ay hindi nababagay sa idyll na ito. Pagkatapos ng lahat, hindi siya sumunod sa ilang mga konsepto, sinaliksik niya ang mga ito - at nag-alok ng mas sapat bilang kapalit. Sa "Reflections on the cause of warmth and cold" (1744) Lomonosov clear formulated the cause of heat - which is "" of body particles. Sa pamamagitan ng paraan, agad siyang gumawa ng isang kahanga-hangang konklusyon: "". Ngayon, ang isang mas mataas na pang-agham na termino ay ginagamit - "ganap na zero temperatura", ngunit ang pangalan ng Lomonosov ay hindi binanggit. Pagkatapos ng lahat, siya ay nagkaroon ng imprudence upang sirain ang konsepto ng calorific matter! Kaya, isinulat niya na ang mga pilosopo ay hindi nagpakita - "". "" Kung ginamit ng mga pilosopo ang mga pamamaraan ng quantum mechanics, magkakaroon sila ng ilang uri ng "pagbawas ng thermal function". Bagaman, para sa lahat ng "medieval obscurantism", ito ay itinuring na malaswa upang maging lantaran - ito ay naging karaniwan lamang noong ikadalawampu siglo. Mayroon pa ring mahabang paghihintay … At inayos ni Lomonosov ang sumusunod na maling akala - tungkol sa bigat ng "calorific matter". "". Sa kasamaang palad, ang kilalang Robert Boyle ay gumawa ng isang bagay na mali: kapag ang metal ay inihaw, ang sukat ay nabuo dito, at ang bigat ng sample ay tumataas - ngunit dahil sa sangkap na idinagdag bilang isang resulta ng oxidative reaction. "", Bukod dito, "". Ngunit kontrolado din ni Lomonosov ang "".

Kung ikukumpara sa mga mapangwasak na argumento na ito, ang buong doktrina ng calorific matter ay parang bata - kahit na ang mga apprentice sa mga laboratoryo ng kemikal ay naunawaan ito. Ngunit ang mga pang-akademikong masters ay hindi nakilala ang katuwiran ni Lomonosov - sila ay matalinong pinanatili ang isang nakamamatay na katahimikan. "Sa kaso, wala tayong dapat pagtalunan," naisip nila. "Ngunit hindi maaaring lahat tayo ay tanga, at siya lamang ang isang henyo." Bukod dito, ang pag-iisip na ito ay obsessively dumating sa lahat ng akademikong ulo. Bagama't hindi nagkasundo ang mga akademya, sa panlabas ay ipinakita nito ang sarili bilang isang daang dolyar na pagsasabwatan sa mundo. At lahat sila ay ang pinaka matapat at marangal na tao. Tulad ng para sa pagpili - ang bawat isa ay mas tapat at marangal. Ang isang matapat ay nagmamaneho sa isang matapat at nagmaneho ng isang marangal.

Kunin si Euler, na itinuturing na kaibigan ni Lomonosov. Nang ang Paris Academy of Sciences ay nag-anunsyo ng isang kumpetisyon para sa pinakamahusay na gawain sa likas na katangian ng init, nanalo ito sa kumpetisyon at natanggap ang Euler Prize, na sumulat sa ipinakita na gawain: "" (1752). Ngunit ang kaso ni Euler ay isang pagbubukod. Ang natitira sa "tapat at marangal" ay nanatiling tahimik at matiyagang naghihintay sa pagkamatay ni Lomonosov (1765). At pagkatapos lamang nito, na naghintay ng isa pang pitong taon upang maging tapat, muli nilang sinimulan ang kanilang hurdy-gurdy tungkol sa calorific matter. Kita mo, imposibleng aminin na tama si Lomonosov. Ngayon, kung nakagawa siya ng anumang maliit na bagay - halimbawa, nalantad ang mga maling akala ng parehong Boyle, at iyon na - kung gayon ang batas ni Lomonosov ay nasa mga aklat-aralin ngayon, tulad ng batas ng Boyle-Mariotte. At si Lomonosov ay nadala at pinala ang lahat ng agham noong panahong iyon. Sumang-ayon, huwag sumulat sa mga aklat-aralin "ang unang batas ng Lomonosov", "ang pangalawang batas ng Lomonosov", atbp. - kapag ang iskor ay napunta sa maraming sampu! Malilito ang mga estudyante! Iyon ang dahilan kung bakit ang mga sariwang pang-eksperimentong katotohanan, na maaaring bigyang-kahulugan sa diwa ng calorific matter, ay naipasa nang malakas.

At may ilang mga katotohanan. Noong mga panahong iyon, ang mga naturalista ay may uso: paghaluin ang ganito at ganoong dami ng malamig na tubig sa ganoon at ganoong dami ng mainit na tubig - at matukoy ang resultang temperatura ng pinaghalong. Kinumpirma ng karanasan ang formula ni Richman: ang halaga ng temperatura ay isang weighted average - sa partikular na kaso, na may pantay na dami ng malamig at mainit na tubig, ito ay ang arithmetic average. At kaya: ang chemist Black, at pagkatapos din ang chemist na si Wilke, ay nagsimulang suriin ang Richmann formula para sa kaso ng paghahalo ng mainit na tubig hindi sa malamig na tubig, ngunit sa yelo - pagpapasya na, sa punto ng pagkatunaw, "yelo na iyon, tubig na iyon. ay isang kalokohan”. Ang resulta ay lumabas - ngayon ito ay masasabing sigurado - ganap na nakakagulat. Ang panghuling temperatura ng tubig para sa kaso ng paunang pantay na bigat ng yelo sa 0^OC at tubig sa 70^OAng C ay naging malayo sa arithmetic mean - ito ay naging katumbas ng 0^OS. Nakakaloka? At pagkatapos! Napakadilim ng mga isipan kaya masigasig nilang ibinigay ang kanilang sarili sa konsepto ng "nakatagong init ng natutunaw na yelo." Ayon sa konseptong ito, upang matunaw ang yelo, hindi sapat na painitin ito sa temperatura ng pagkatunaw, na mangangailangan ng isang tiyak na halaga ng calorific matter na maiparating dito, alinsunod sa kapasidad ng init nito - ito rin ay magiging kinakailangan upang itulak ang isang karagdagang malaking halaga ng calorific matter sa yelo, na pupunta sa pagtunaw mismo. Totoo, sa panahon ng pagtunaw, ang temperatura ng yelo ay hindi nagbabago, at ang mga thermometer ay hindi tumutugon sa karagdagang calorific na bagay na ito - kaya naman ang init ng pagkatunaw ay tinatawag na "latent". Lahat ay pinag-isipan! At, ang pinakamahalaga, kinukumpirma ng karanasan: kung saan, sabi nila, ang supply ng init ng tubig ay napupunta sa 70^OC, kung hindi natutunaw na yelo?! Ito ay kung paano namin nakita ang numerical na halaga ng nakatagong init ng pagsasanib nito. Ang mga akademya ay sumigaw sa kagalakan - ipinikit ang kanilang mga mata sa katotohanan na ang lohika ng Black at Wilke ay gumagana sa ilalim ng kailangang-kailangan na paunang pagpapalagay: ang halaga ng init sa kalikasan ay natipid. Sa maling akala na ito, ang mga resulta ni Black at Wilke ay talagang nakumpirma ang pagkakaroon ng calorific matter. Nagsimula muli ang lahat. Gayunpaman, ang mga pagsisikap ni Lomonosov ay hindi walang kabuluhan: ang kasalukuyang calorific na bagay ay naiugnay sa isang tiyak na pag-aari tulad ng kawalan ng timbang - kung hindi man, sa katunayan, ito ay naging nakakatawa. At inilabas nila, sa halip na calorific matter, isang walang timbang na calorific fluid, kung saan pinili nila ang isang angkop na pangalan: caloric. At sila ay naging mas at mas maganda kaysa sa dati.

Bakit natin ito pinag-uusapan nang detalyado? Dahil kapaki-pakinabang na malaman kung paano lumitaw sa pisika ang larong ito tungkol sa mga nakatagong init ng pinagsama-samang pagbabago - na itinuturing pa ring katotohanang siyentipiko. Kakailanganin nating magsabi ng ilang salita tungkol sa "siyentipikong kalikasan" ng "katotohanan" na ito.

Isipin: ang panloob na baso ng calorimeter ay naglalaman ng tubig at yelo - sa thermal equilibrium sa bawat isa at may buffer substance. Ang isang bale-wala na pagtaas sa temperatura, hanggang sa tinatawag na. liquidus points - at ang phase equilibrium sa pagitan ng yelo at tubig ay lalabagin: ang yelo ay magsisimulang matunaw. Saan magmumula ang init para sa pagkatunaw na ito? Mula sa isang buffer substance, o ano? Ngunit pagkatapos ay ang temperatura nito ay bababa, at ang daloy ng init "para sa pagtunaw" ay titigil. Sa katunayan, ang lahat ng yelo ay matutunaw, at ang temperatura ay mananatili sa liquidus point. Iskandalo!

Marahil ay itinuturing ng mga akademya ngayon ang resulta na ito bilang isang uri ng nakakainis na pagbubukod, dahil sa ibang mga kaso, sabi nila, ang mga dulo ay ganap na nakakatugon - halimbawa, kapag kinakalkula ang thermal balanse ng tau-Ceti star. Hindi, mga mahal, hindi ka bababa sa isang "pagbubukod" dito. Sa iyong opinyon, ang pagbuo ng yelo sa mga bukas na katawan ng tubig ay dapat ding sinamahan ng isang thermal effect - ngayon lamang dapat ilabas ang parehong "init ng pagsasanib". Kayo, mga mahal ko, nahirapan na malaman - anong mga resulta ang dapat na humantong sa? Ang yelo ay lumalaki mula sa ibaba, at ang thermal conductivity ng yelo ay dalawang order ng magnitude na mas malala kaysa sa tubig. Samakatuwid, halos lahat ng "init ng pagsasanib" ay dapat ilabas sa tubig sa ilalim ng yelo. Kung papalitan natin ang mga halaga ng sanggunian sa pinakasimpleng equation ng balanse ng init para sa kaso na isinasaalang-alang, lumalabas na ang pagbuo ng isang 1 mm na layer ng yelo ay magiging sanhi ng pag-init ng isang katabing 1 mm na layer ng tubig ng 70 degrees (at isang 0.5 mm na layer ng tubig - hanggang 140 degrees; gayunpaman, nasa 100 na^OMagsisimula itong kumulo). Paano mo gusto ang resultang ito, mga mahal? Marahil ay sasabihin mo na hindi namin isinasaalang-alang ang thermal mixing ng tubig nang walang kabuluhan? Sa katunayan, nasa hanay mula sa 0^O hanggang 4^OC, lumulubog ang mas maiinit na tubig, at tumataas ang mas malamig na tubig. Ano a! Ngunit, kahit na sa ilalim ng mga kondisyon ng naturang paghahalo, kung mayroong pinagmumulan ng init sa ibabaw ng tubig, ang tubig sa itaas ay magiging mas mainit kaysa sa ibaba. Sa katunayan, ang karaniwang profile ng temperatura ng Arctic sa tubig sa ilalim ng yelo ay ang mga sumusunod: ang tubig na nakikipag-ugnay sa yelo ay may temperatura na malapit sa punto ng pagyeyelo, at habang tumataas ang lalim (sa loob ng isang tiyak na layer), tumataas ang temperatura. Ito ay malinaw na katibayan: walang init na dumadaloy sa tubig mula sa yelo, kahit na mula sa lumalaking yelo. Napagtanto ito ng mga Oceanologist matagal na ang nakalipas, kaya nag-imbento sila ng isang hangal: "". Ano ang susunod na ginagawa ng init na ito, na kinakalkula, sa isang panrehiyong sukat, sa trilyong kilocalories - wala nang pakialam ang mga oceanologist; hayaan ang mga inhinyero sa atmospera na harapin pa ang init na ito. Maaaring isipin ng isa na hindi alam ng mga oceanologist na ang thermal conductivity ng yelo ay dalawang order ng magnitude na mas malala kaysa sa tubig. Saan, nakapagtataka, ang mga ekspedisyon ng Arctic ay paulit-ulit na patungo, at ano ang ginagawa ng mga hydrologist doon kasama ng mga meteorologist - pinuputol ba nila ang mga eskultura ng yelo, o ano?

At hindi na kailangang maglakad patungo sa Arctic upang matiyak na walang paglabas ng init kapag ang tubig ay nagyeyelo. Sa TV, nagpakita ang MythBusters ng isang napaka-reproducible na karanasan. Ang isang bote ng supercooled liquid beer ay maayos na kinuha mula sa refrigerator. Sundutin mo ang bote na ito - at ang serbesa sa loob nito ay nagyeyelo sa mga ice flakes sa loob ng ilang segundo. At ang bote ay nananatiling malamig … Ang karanasang ito ay may napakalaking kapangyarihan sa pagpapasikat. Mga pangunahing salita: "mainit, malamig, bote, serbesa" - lahat ay naiintindihan. Kahit na sa mga akademiko ngayon.

Isipin kung gaano kahirap para sa mga akademikong ito: dahil walang "nakatagong init ng pagsasanib", hindi lamang kailangan mong muling isulat ang pisika para sa ikapitong baitang, ngunit gumawa din ng mga dahilan - kung paano sila nilinlang ng ilang medieval chemist na sina Black at Wilke. At paano mabibigyang katwiran ang sarili kung hindi pa rin nauunawaan ng mga akademya ang sikreto ng pandaraya na iyon? Okay, ipakita natin sa iyo. Ang sikreto ay ang yelo sa 0^O, pagkatapos ihalo ito sa mainit na tubig, hindi nito itinataas ang temperatura nito: natutunaw ito sa pare-parehong temperatura. At hanggang sa ganap itong matunaw, ito ay pinagmumulan ng paglamig: ang tubig na nadikit dito, na sa una ay mainit, ay nagiging mainit, pagkatapos ay lumalamig, pagkatapos ay yelo … na may pantay na panimulang timbang ng yelo sa 0^OC at tubig sa 70^OС, ang lahat ng magreresultang tubig ay nasa 0^OC. Ang kaso, tulad ng nakikita mo, ay simple. Ngunit hindi, humihingi sila ng paliwanag mula sa amin - ngunit saan, sabi nila, ang init na mayroon ang mainit na tubig? Mga kaibigan, ang tanong na ito ay magiging mahalaga kung ang batas ng pag-iingat ng init ay gagana sa kalikasan. Ngunit ang thermal energy ay hindi natipid: ito ay malayang na-convert sa iba pang mga anyo ng enerhiya. Sa ibaba ay ilarawan natin na ang isang saradong sistema ay lubos na may kakayahang baguhin ang temperatura nito - at kahit na sa iba't ibang paraan.

At tungkol sa isang pinagsama-samang pagbabago ng bagay bilang natutunaw, ito ay malinaw na hindi ito nangangailangan ng anumang "nakatagong init". Painitin ang sample sa punto ng pagkatunaw nito - at panatilihin ito kung kinakailangan - at matutunaw ang sample nang walang tulong. Ang mga nakapanood ng pelikulang epiko na "The Lord of the Rings" ay malamang na naaalala ang mga huling segundo ng Ring of Omnipotence. Nahulog ito sa bibig ng "bundok na humihinga ng apoy" - at ngayon ay nakahiga ito doon, nakahiga … uminit, uminit … at, sa wakas - isang chomp! At sa halip na isang singsing - nagkakalat na ng mga patak. Naging matagumpay ang eksenang ito para sa mga gumagawa ng pelikula. Buong pakiramdam ng katotohanan!

(Ang isang sipi na may singsing ay maaaring matingnan sa link:

Ang ginto ay may mahusay na thermal conductivity, at ang singsing ay maliit, kaya ito ay uminit sa kabuuan nito nang sabay-sabay. At, kaagad sa buong volume na ito ay pinainit hanggang sa natutunaw na punto - kaagad at natunaw, nang walang hindi kinakailangang mga pangangailangan sa init. Sa pamamagitan ng paraan, ang mga nakasaksi sa pag-init ng scrap metal, halimbawa, aluminyo sa mga induction furnace, ay nagpapatotoo: hindi ito natutunaw nang paunti-unti, patak ng patak - sa kabaligtaran, ang mga nakausli na mga fragment ay nagsisimulang lumutang at dumaloy kaagad sa kanilang buong volume. Sa kaso ng yelo, ang kawalan ng hindi kinakailangang init na pangangailangan para sa pagtunaw ay hindi halata dahil lamang sa thermal conductivity ng yelo ay mas masahol pa kaysa sa mga metal. Samakatuwid, ang yelo ay unti-unting natutunaw, patak ng patak. Ngunit ang prinsipyo ay pareho: kung ano ang pinainit sa punto ng pagkatunaw - pagkatapos ay agad na natunaw.

O. Kh. Derevensky

Basahin nang buo