Jos kannattaa tuntea ainakin yksi tieteellinen teoria, niin anna sen selittää, kuinka universumi saavutti nykyisen tilan (tai ei saavuttanut sitä). Edwin Hubblen, Georges Lemaitren ja Albert Einsteinin tutkimuksiin perustuva Big Bang -teoria olettaa, että maailmankaikkeus sai alkunsa 14 miljardia vuotta sitten massiivisesta laajenemisesta. Jossain vaiheessa maailmankaikkeus suljettiin yhteen pisteeseen ja käsitti kaiken nykyisen maailmankaikkeuden aineen. Tämä liike jatkuu tähän päivään asti, ja itse maailmankaikkeus laajenee jatkuvasti.

Alkuräjähdysteoria sai laajan kannatuksen tieteellisissä piireissä sen jälkeen, kun Arno Penzias ja Robert Wilson löysivät kosmisen mikroaaltouunin taustan vuonna 1965. Radioteleskooppien avulla kaksi tähtitieteilijää on havainnut kosmista kohinaa eli staattista kohinaa, joka ei haihdu ajan myötä. Yhteistyössä Princetonin tutkijan Robert Dicken kanssa tutkijapari vahvisti Dicken hypoteesin, että alkuperäinen alkuräjähdys jätti jälkeensä matalan tason säteilyä, jota löytyy kaikkialta universumista.

Hubblen kosmisen laajenemisen laki

Pidetään Edwin Hubblea hetki. Kun suuri lama raivosi 1920-luvulla, Hubble teki uraauurtavaa tähtitieteellistä tutkimusta. Hän ei ainoastaan ​​osoittanut, että Linnunradan lisäksi oli muita galakseja, vaan hän myös havaitsi, että nämä galaksit ryntäsivät pois omastamme, jota hän kutsui taantumiseksi.

Tämän galaktisen liikkeen nopeuden kvantifioimiseksi Hubble ehdotti kosmisen laajenemisen lakia, alias Hubblen lakia. Yhtälö näyttää tältä: nopeus = H0 x etäisyys. Velocity on galaksien taantuman nopeus; H0 on Hubblen vakio tai parametri, joka ilmaisee maailmankaikkeuden laajenemisnopeuden; etäisyys on yhden galaksin etäisyys galaksiin, johon vertailu tehdään.

Hubble-vakiota on laskettu eri arvoilla jo jonkin aikaa, mutta se on tällä hetkellä jumissa 70 km/s:ssa megaparsekissa. Meille se ei ole niin tärkeää. Tärkeää on, että laki on kätevä tapa mitata galaksin nopeutta suhteessa omaamme. Ja mikä vielä tärkeämpää, laki vahvisti, että maailmankaikkeus koostuu monista galakseista, joiden liike voidaan jäljittää alkuräjähdystä.

Keplerin lait planeettojen liikkeestä

Vuosisatojen ajan tiedemiehet ovat taistelleet toistensa ja uskonnollisten johtajien kanssa planeettojen kiertoradoista, erityisesti siitä, pyörivätkö ne auringon ympäri. 1500-luvulla Kopernikus esitti kiistanalaisen käsityksensä heliosentrisestä aurinkokunnasta, jossa planeetat kiertävät aurinkoa maan sijaan. Kuitenkin vasta Johannes Kepler, joka hyödynsi Tycho Brahen ja muiden tähtitieteilijöiden työtä, syntyi selvä tieteellinen perusta planeettojen liikkeelle.

Keplerin kolme planeettojen liikkeen lakia, jotka kehitettiin 1600-luvun alussa, kuvaavat planeettojen liikettä auringon ympäri. Ensimmäinen laki, jota joskus kutsutaan kiertoradan laiksi, sanoo, että planeetat pyörivät Auringon ympäri elliptisellä kiertoradalla. Toinen laki, pinta-alojen laki, sanoo, että viiva, joka yhdistää planeetan aurinkoon, muodostaa tasaiset alueet tasaisin väliajoin. Toisin sanoen, jos mittaat maasta aurinkoon vedetyn viivan muodostaman alueen ja seuraat Maan liikettä 30 päivän ajan, pinta-ala on sama riippumatta Maan sijainnista suhteessa alkupisteeseen.

Kolmas laki, jaksojen laki, antaa sinun luoda selkeän suhteen planeetan kiertoradan ja etäisyyden välillä Auringosta. Tämän lain ansiosta tiedämme, että planeetalla, joka on suhteellisen lähellä aurinkoa, kuten Venus, on paljon lyhyempi kiertoaika kuin kaukaisilla planeetoilla, kuten Neptunuksella.

Universaali painovoimalaki

Tämä saattaa olla nykypäivän kurssi, mutta yli 300 vuotta sitten Sir Isaac Newton ehdotti vallankumouksellista ideaa: mitkä tahansa kaksi esinettä niiden massasta riippumatta kohdistavat toisiinsa gravitaatiovetovoimaa. Tätä lakia edustaa yhtälö, jonka monet koululaiset kohtaavat fysiikan ja matematiikan vanhemmilla luokilla.

F = G × [(m1m2)/r²]

F on kahden kohteen välinen gravitaatiovoima newtoneina mitattuna. M1 ja M2 ovat kahden kohteen massat, kun taas r on niiden välinen etäisyys. G on gravitaatiovakio, joka tällä hetkellä lasketaan 6,67384(80) 10 -11 tai N m² kg -2 .

Universaalin painovoimalain etuna on, että sen avulla voit laskea minkä tahansa kahden esineen välisen vetovoiman. Tämä kyky on erittäin hyödyllinen, kun tutkijat esimerkiksi laukaisevat satelliitin kiertoradalle tai määrittävät kuun suunnan.

Newtonin lait

Kun puhumme yhdestä suurimmista maan päällä koskaan eläneistä tiedemiehistä, puhutaanpa muista Newtonin kuuluisista laeista. Hänen kolme liikelakia ovat olennainen osa modernia fysiikkaa. Ja kuten monet muut fysiikan lait, ne ovat tyylikkäitä yksinkertaisuudessaan.

Ensimmäinen kolmesta laista sanoo, että liikkeessä oleva esine pysyy liikkeessä, ellei siihen vaikuta ulkoinen voima. Lattialla vierivän pallon ulkoinen voima voi olla pallon ja lattian välinen kitka tai poika, joka lyö palloa toiseen suuntaan.

Toinen laki määrittää suhteen kohteen massan (m) ja sen kiihtyvyyden (a) välille yhtälön F = m x a muodossa. F on newtoneina mitattu voima. Se on myös vektori, mikä tarkoittaa, että sillä on suuntakomponentti. Kiihtyvyyden vuoksi lattialla pyörivällä pallolla on erityinen vektori sen liikesuunnassa, ja tämä otetaan huomioon voimaa laskettaessa.

Kolmas laki on varsin merkityksellinen ja sen pitäisi olla sinulle tuttu: jokaiselle teolle on yhtäläinen ja päinvastainen reaktio. Toisin sanoen jokaista pinnalla olevaan esineeseen kohdistuvaa voimaa kohden kohde hylkitään samalla voimalla.

Termodynamiikan lait

Brittiläinen fyysikko ja kirjailija C.P. Snow sanoi kerran, että epätieteilijä, joka ei tiennyt termodynamiikan toista pääsääntöä, oli kuin tiedemies, joka ei ollut koskaan lukenut Shakespearea. Snow'n nyt kuuluisa lausunto korosti termodynamiikan merkitystä ja tarvetta jopa tieteestä kaukana olevien ihmisten tietää se.

Termodynamiikka on tiedettä energian toiminnasta järjestelmässä, olipa kyseessä sitten moottori tai maapallon ydin. Se voidaan tiivistää muutamaan peruslakiin, jotka Snow hahmotteli seuraavasti:

• Et voi voittaa.
• Et välty tappioilta.
• Et voi poistua pelistä.

Katsotaanpa tätä hieman. Lumi tarkoitti sanoessaan, että et voi voittaa, että koska aine ja energia säilyvät, et voi saavuttaa yhtä menettämättä toista (eli E=mc²). Se tarkoittaa myös, että sinun on syötettävä lämpöä moottorin pyörittämiseksi, mutta täysin suljetun järjestelmän puuttuessa osa lämpöä karkaa väistämättä avoimeen maailmaan, mikä johtaa toiseen lakiin.

Toinen laki - häviöt ovat väistämättömiä - tarkoittaa, että kasvavan entropian vuoksi et voi palata edelliseen energiatilaan. Yhteen paikkaan keskittynyt energia pyrkii aina vähemmän keskittyneisiin paikkoihin.

Lopuksi kolmas laki - pelistä ei pääse pois - viittaa alhaisimpaan teoreettisesti mahdolliseen lämpötilaan - miinus 273,15 celsiusastetta. Kun järjestelmä saavuttaa absoluuttisen nollapisteen, molekyylien liike pysähtyy, mikä tarkoittaa, että entropia saavuttaa alimman arvonsa eikä siinä ole edes liike-energiaa. Mutta todellisessa maailmassa on mahdotonta saavuttaa absoluuttista nollaa - vain hyvin lähellä sitä.

Archimedesin vahvuus

Kun antiikin kreikkalainen Archimedes löysi kelluvuusperiaatteensa, hän huusi "Eureka!" (Löytyi!) ja juoksi alasti Syrakusan läpi. Näin sanoo legenda. Löytö oli niin tärkeä. Legenda kertoo myös, että Archimedes löysi periaatteen, kun hän huomasi, että kylpyammeessa oleva vesi kohoaa, kun ruumis upotetaan siihen.

Arkhimedesin kelluvuusperiaatteen mukaan vedenalaiseen tai osittain upotettuun esineeseen vaikuttava voima on yhtä suuri kuin nesteen massa, jonka esine syrjäyttää. Tämä periaate on ensiarvoisen tärkeä tiheyslaskelmissa sekä sukellusveneiden ja muiden valtamerialusten suunnittelussa.

Evoluutio ja luonnonvalinta

Nyt kun olemme saaneet selville joitain peruskäsitteitä siitä, miten maailmankaikkeus sai alkunsa ja kuinka fyysiset lait vaikuttavat jokapäiväiseen elämäämme, käännetään huomiomme ihmisen muotoon ja selvitetään, kuinka olemme päässeet tähän pisteeseen. Useimpien tutkijoiden mukaan kaikella maapallon elämällä on yhteinen esi-isä. Mutta jotta muodostuisi niin valtava ero kaikkien elävien organismien välille, jotkin niistä piti muuttua erilliseksi lajiksi.

Yleisesti ottaen tämä erilaistuminen on tapahtunut evoluutioprosessissa. Organismipopulaatiot ja niiden ominaisuudet ovat käyneet läpi mekanismeja, kuten mutaatioita. Ne, joilla oli enemmän selviytymisominaisuuksia, kuten ruskeat sammakot, jotka naamioivat itsensä suolla, valittiin luonnollisesti selviytymiseen. Tästä tulee termi luonnonvalinta.

Voit kertoa nämä kaksi teoriaa monella, monta kertaa, ja itse asiassa Darwin teki tämän 1800-luvulla. Evoluutio ja luonnonvalinta selittää elämän valtavan monimuotoisuuden maapallolla.

Yleinen suhteellisuusteoria

Albert Einstein oli ja on edelleen tärkein löytö, joka muutti ikuisesti näkemyksemme maailmankaikkeudesta. Einsteinin tärkein läpimurto oli toteamus, että tila ja aika eivät ole absoluuttisia ja että painovoima ei ole vain esineeseen tai massaan kohdistuva voima. Pikemminkin painovoima liittyy siihen tosiasiaan, että massa vääntää tilaa ja itse aikaa (avaruusaikaa).

Tämän ymmärtämiseksi kuvittele, että ajat Maan poikki suorassa linjassa itäsuunnassa esimerkiksi pohjoiselta pallonpuoliskolta. Jonkin ajan kuluttua, jos joku haluaa määrittää sijaintisi tarkasti, olet paljon etelään ja itään alkuperäisestä sijainnistasi. Tämä johtuu siitä, että maapallo on kaareva. Ajaaksesi suoraan itään, sinun on otettava huomioon maan muoto ja ajettava kulmassa hieman pohjoiseen. Vertaa pyöreää palloa ja paperiarkkia.

Tila on melko samanlainen. Esimerkiksi Maan ympäri lentävän raketin matkustajille on selvää, että he lentävät suorassa linjassa avaruudessa. Mutta todellisuudessa niiden ympärillä oleva aika-avaruus kaartuu Maan painovoiman vaikutuksesta, mikä saa ne sekä liikkumaan eteenpäin että pysymään Maan kiertoradalla.

Einsteinin teorialla oli valtava vaikutus astrofysiikan ja kosmologian tulevaisuuteen. Hän selitti pienen ja odottamattoman poikkeaman Merkuriuksen kiertoradalla, osoitti, kuinka tähtien valo taipuu, ja loi teoreettisen perustan mustille aukkoille.

Heisenbergin epävarmuusperiaate

Einsteinin suhteellisuusteorian laajeneminen opetti meille enemmän maailmankaikkeuden toiminnasta ja auttoi luomaan pohjan kvanttifysiikalle, mikä johti täysin odottamattomaan teoreettisen tieteen hämmennykseen. Vuonna 1927 ymmärrys, että kaikki maailmankaikkeuden lait ovat joustavia tietyssä kontekstissa, johti saksalaisen tiedemiehen Werner Heisenbergin hämmästyttävään löytöyn.

Olettaen epävarmuusperiaatettaan Heisenberg tajusi, että oli mahdotonta tietää hiukkasen kahta ominaisuutta samanaikaisesti suurella tarkkuudella. Voit tietää elektronin sijainnin suurella tarkkuudella, mutta et sen liikemäärää ja päinvastoin.

Myöhemmin Niels Bohr teki löydön, joka auttoi selittämään Heisenbergin periaatteen. Bohr havaitsi, että elektronilla on sekä hiukkasen että aallon ominaisuuksia. Konsepti tuli tunnetuksi aalto-hiukkaskaksinaisuudena ja muodosti kvanttifysiikan perustan. Siksi, kun mittaamme elektronin paikkaa, määrittelemme sen hiukkaseksi tietyssä avaruuden pisteessä, jonka aallonpituus on rajoittamaton. Kun mittaamme liikemäärää, pidämme elektronia aaltoina, mikä tarkoittaa, että voimme tietää sen pituuden amplitudin, mutta emme sijaintia.

Määritä fysiikan kurssilta tuntemasi liikkeen ominaisuudet, joita käytetään teoreettisessa mekaniikassa:

1. suoraviivainen liike

2. kaareva liike

3. nopea liikenne

4. suhteellinen liike

5. suihkukoneisto

6. rautatieliikenne

Vaihtoehto 8.

Tehtävä numero 1. Laajenna seuraavat käsitteet: 1. Kehon muodonmuutostyypit. Jäykkyystekijä 2. Mekaanisen työn määritys. 3. Ääniaallot. Äänen syntymiselle ja olemassaololle välttämättömät olosuhteet.

Tehtävä numero 2. Laajenna seuraavaa käsitettä: Inertiaalinen viitekehys.

Tehtävä numero 3.

Määritä minkä tahansa kappaleen erityisominaisuus I. Newtonin klassisen mekaniikan lakien mukaisesti kiihtyvyys, jonka tämä kappale saa, kun se on vuorovaikutuksessa toisen kappaleen kanssa.

1. Hänen nopeudestaan

2. Hänen inertiastaan

3. Hänen lämpötilastaan

4. Sen elastisuudesta

Vaihtoehto 9.

Tehtävä numero 1. Laajenna seuraavat käsitteet: 1. Liikemäärän käsite. Liikemäärän säilymisen laki. 2. Teho. Määritelmä ja fysikaalinen kaava. 3. Mekaanisten aaltojen teorian peruskäsitteet: Aallonpituus.

Tehtävä numero 2. Laajenna seuraavaa käsitettä: Newtonin ensimmäinen laki - inertiajärjestelmien laki.

Tehtävä numero 3.

Mekaaninen kokonaisenergia, ts. kehon potentiaalisen ja liike-energian summa pysyy vakiona tietyissä fysikaalisissa olosuhteissa. Minkä alla?

1. Joustovoima vaikuttaa kehoon

2. Painovoima vaikuttaa kehoon

3. Kitkavoima ei vaikuta vartaloon (se puuttuu)

4. Painovoima ei vaikuta kehoon

5. Liukuvoima vaikuttaa vartaloon

6. Itsepäisyyden voima vaikuttaa kehoon.

Vaihtoehto 10.

Tehtävä numero 1. Laajenna seuraavat käsitteet: 1. Suihkupropulsio. Tsiolkovskyn kaava raketin maksiminopeuden määrittämiseksi. 2. Kineettinen energia. Kineettisen energian fysikaalinen kaava. 3. Mekaanisten aaltojen teorian peruskäsitteet. Aallon säde.

Tehtävä numero 2. Laajenna seuraavaa käsitettä: Voimien superpositioperiaate I. Newtonin teoriassa.

Tehtävä numero 3.

Tämä fyysinen suure (tai yksikkö) mittaa sähköpotentiaalin, potentiaalieron, sähköjännitteen ja sähkömotorisen voiman.

Tässä tapauksessa kahden pisteen välinen potentiaaliero on yhtä suuri 1 voltti, jos samansuuruisen varauksen siirtämiseksi pisteestä toiseen, sille on tehtävä samansuuruinen työ (absoluuttisesti mitattuna).

Mikä on tämän työn aikana vapautuvan energian mittayksikkö?

1. 1 joule

5. 1 newton

6.1 Einstein

Kirjallinen tehtävä nro 4 (joulukuun tulosten mukaan)

Vaihtoehto 1.

Tehtävä numero 1. Laajenna seuraavat käsitteet: 1. Coulombin ja Galvanin löydöt.

2. Sähkömagneettinen induktio. 3. Termodynamiikan toinen pääsääntö.

Tehtävä numero 2. Laajenna seuraavaa käsitettä: Kiinteiden aineiden, nesteiden ja kaasujen erityispiirteet.

Diffuusioilmiö johtuu siitä, että kahden vierekkäisen kaasun, nesteen ja jopa kiintoaineen hiukkasten spontaani tunkeutuminen ja sekoittuminen tapahtuu; diffuusio pelkistyy näiden kappaleiden hiukkasten massojen vaihtoon, se syntyy ja jatkuu niin kauan kuin tiheysgradientti on olemassa.

Aineiden keskinäinen sekoittuminen on seurausta aineen atomien tai molekyylien (tai muiden hiukkasten) jatkuvasta ja satunnaisesta liikkeestä. Ajan myötä molekyylien tunkeutumissyvyys "vieraan" tilaan kasvaa, ja tämä syvyys riippuu merkittävästi lämpötilasta: mitä korkeampi lämpötila, sitä suurempi aineen hiukkasten liikenopeus ja sitä nopeampi diffuusio etenee.

Kuvitellaan ajatuskoe.

Diffuusioilmiön havaitsemiseksi heitetään muutama maalinjyvä korkeaan astiaan, jossa on vettä. Ne vajoavat pohjaan, ja niiden ympärille muodostuu pian värillinen vesipilvi. Jätetään astia yksin useiksi viikoiksi viileään, pimeään huoneeseen. Alusta tarkkailemalla koko tämän ajan huomaamme värin asteittaisen leviämisen aluksen koko korkeudelle. He sanovat mitä tapahtuu diffuusio maalit vedessä.

Miten diffuusio selitetään? Satunnaisesti liikkuvat ainehiukkaset (esimerkiksi maali ja vesi) tunkeutuvat toistensa välisiin rakoihin. Ja se tarkoittaa asioiden sekoittamista.

Diffuusio on kuitenkin nopeampaa lämpimässä huoneessa. Esimerkiksi aurinkoisella ikkunalaudalla maalin diffuusio veteen valmistuu huomattavasti aikaisemmin (ks. kuvat). Muuten, lämpötilan noustessa myös Brownin liike kiihtyy. Mikä on seuraus kehon lämpötilan nousu ja johtaa sen aineosien liikkumisnopeuden lisääntymiseen.

Kemiallisesti homogeenisen kaasun diffuusioilmiö tottelee Fickin laki:

missä j m - massavuon tiheys - Diffundoituvan aineen massan määräämä määrä aikayksikköä kohti yhden sivuston kautta, kohtisuorassa akseliin nähden X; D- diffuusio (diffuusiokerroin); - tiheysgradientti, joka on yhtä suuri kuin tiheyden muutosnopeus pituusyksikköä kohti X tälle sivustolle normaaliin suuntaan. "-"-merkki osoittaa, että massasiirtymä tapahtuu tiheyden pienenemisen suuntaan (täten y:n merkit j m ja ovat vastakkaisia).

Diffuusio D numeerisesti yhtä suuri kuin massavuon tiheys tiheysgradientilla, joka on yhtä suuri kuin yksikkö.

Kaasujen kineettisen teorian mukaan

Tämä ilmiö havaitaan kaikissa aineen olomuodoissa: kaasuissa, nesteissä ja kiinteissä aineissa. Diffuusioilmiöllä on tärkeä rooli luonnossa ja tekniikassa. Se auttaa ylläpitämään ilmakehän ilman koostumuksen tasaisuutta lähellä maan pintaa. Eläinten ja ihmisten ruoansulatusjärjestelmän kudosten ominaisuus "valinnan" ja elintarvikkeiden erottamisen ruoasta perustuu diffuusioilmiöön. Tekniikassa diffuusiota käytetään erilaisten aineiden uuttamiseen, esimerkiksi sokerin raa'asta juurikkaasta jne. Diffuusioilmiö tapahtuu raudan sementoinnissa (rautatuotteiden pintahiiletyksellä).

Sisäkitka (viskositeetti)

Eri nopeuksilla liikkuvien yhdensuuntaisten kaasu- (neste)kerrosten välisen sisäisen kitkan mekanismi on se, että kaoottisen lämpöliikkeen vuoksi kerrosten välillä vaihtuu molekyylejä, minkä seurauksena nopeammin liikkuvan kerroksen liikemäärä laskee, liikkuu. hitaammin - kasvaa, mikä johtaa nopeammin liikkuvan kerroksen hidastumiseen ja hitaammin liikkuvan kerroksen kiihtyvyyteen.

Kahden kaasukerroksen (neste) välinen sisäinen kitkavoima noudattaa Newtonin laki:

jossa η - dynaaminen viskositeetti (viskositeetti); - nopeusgradientti, joka näyttää nopeuden suunnanmuutosnopeuden X, kohtisuorassa kerrosten liikesuuntaan nähden; S- alue, jolla voima vaikuttaa F. Kahden kerroksen vuorovaikutusta voidaan Newtonin toisen lain mukaan pitää prosessina, jossa impulssi siirtyy kerroksesta toiseen aikayksikköä kohti, moduuli on yhtä suuri kuin vaikuttava voima. Sitten lauseke (5) voidaan esittää muodossa

missä j s - liikemäärän vuotiheys - määrä, joka määräytyy sisään siirretyn kokonaismäärän mukaan aikayksikkö positiivisen akselin suunnassa x yhden sivuston kautta, kohtisuorassa akseliin nähden X; on nopeusgradientti. "-"-merkki osoittaa, että liikemäärä siirtyy hidastuvan nopeuden suuntaan (täten y:n merkit jp ja ovat vastakkaisia).

Dynaaminen viskositeetti η on numeerisesti yhtä suuri kuin liikemäärän vuontiheys nopeusgradientilla, joka on yhtä suuri; se lasketaan kaavalla

Kuljetusilmiöitä kuvaavien kaavojen (1), (3) ja (6) vertailusta seuraa, että kaikkien kuljetusilmiöiden säännöllisyydet ovat keskenään samanlaisia. Nämä lait vahvistettiin kauan ennen kuin ne perustettiin ja johdettiin molekyylikineettisestä teoriasta, mikä mahdollisti sen toteamisen, että niiden matemaattisten ilmaisujen ulkoinen samankaltaisuus johtuu molekyylien sekoittumisprosessin molekyylimekanismin yleisyydestä. lämmönjohtavuuden, diffuusion ja sisäisen kitkan ilmiöiden taustalla oleva kaoottinen liike sekä törmäykset toisiinsa.

Kaavat (2), (4) ja (7) liittyvät molekyylien lämpöliikkeen siirtokertoimiin ja ominaisuuksiin. Nämä kaavat viittaavat yksinkertaisiin suhteisiin λ, D ja η :

Näitä kaavoja käyttämällä on mahdollista määrittää muita yhdestä kokemuksesta saadusta suuresta.

Fysiikan tenttiliput 2006-2007 ac. vuosi

Luokka 9

Lippu numero 1. Mekaaninen liikeioni. Tapa. Nopeus, Kiihtyvyys

mekaaninen liike- kehon asennon muutos avaruudessa suhteessa muihin kehoihin ajan myötä.

Tapa- sen lentoradan pituus, jota pitkin keho liikkuu jonkin aikaa. Merkitään kirjaimella s ja mitataan metreinä (m). Laskettu kaavan mukaan

Nopeus on vektoriarvo, joka on yhtä suuri kuin polun suhde aikaan, jonka tämä polku on kuljettu. Määrittää sekä liikkeen nopeuden että sen suunnan tietyllä hetkellä. Merkitään kirjaimella ja mitataan metreinä sekunnissa (). Laskettu kaavan mukaan

Kiihtyvyys tasaisessa liikkeessä on vektorisuure, joka on yhtä suuri kuin nopeuden muutoksen suhde aikaväliin, jonka aikana tämä muutos tapahtui. Määrittää nopeuden suuruuden ja suunnan muutosnopeuden. Merkitty kirjaimella a tai ja mitataan metreinä sekunnissa neliö (). Laskettu kaavan mukaan

Lippu numero 2. Inertian ilmiö. Newtonin ensimmäinen laki. Voimaa ja hidastatehon virtaus. Newtonin toinen laki

Ilmiötä, jossa kehon nopeus säilyy ilman muiden kappaleiden toimintaa, kutsutaan inertiaksi.

Newtonin ensimmäinen laki: on olemassa viitekehykset, joiden suhteen kappaleet pitävät vauhtinsa muuttumattomana, jos muut kappaleet eivät vaikuta niihin.

Kutsutaan viitekehystä, jossa hitauslaki täyttyy inertti.

Viitekehykset, joissa hitauslaki ei täyty - ei-inertti.

Pakottaa on vektorisuure. Ja se on ruumiiden vuorovaikutuksen mitta. Merkitty kirjaimella F tai ja mitataan newtoneina (N)

Voimaa, joka saa kehoon saman vaikutuksen kuin useat samanaikaisesti vaikuttavat voimat, kutsutaan näiden voimien seurauksena.

Yhtä suoraa pitkin yhteen suuntaan suunnattujen voimien resultantti on suunnattu samaan suuntaan, ja sen moduuli on yhtä suuri kuin komponenttivoimien moduulien summa.

Yhtä suoraa pitkin vastakkaisiin suuntiin suunnattujen voimien resultantti on suunnattu itseisarvoltaan suurempaa voimaa kohti, ja sen moduuli on yhtä suuri kuin komponenttivoimien moduulien välinen ero.

Mitä suurempi on kehoon kohdistuvien voimien resultantti, sitä suurempi on kehon kiihtyvyys.

Kun voima puolitetaan, myös kiihtyvyys puolitetaan, ts.

tarkoittaa, kiihtyvyys, jolla vakiomassainen kappale liikkuu, on suoraan verrannollinen tähän kappaleeseen kohdistuvaan voimaan, jonka seurauksena tapahtuu kiihtyvyys.

Kun ruumiinpaino kaksinkertaistuu, kiihtyvyys puolittuu, ts.

tarkoittaa, kiihtyvyys, jolla kappale liikkuu vakiovoimalla, on kääntäen verrannollinen kappaleen massaan.

Kehon massan, kiihtyvyyden ja kehoon kohdistuvien voimien resultantin välinen määrällinen suhde on ns. Newtonin toinen laki.

Newtonin toinen laki: kehon kiihtyvyys on suoraan verrannollinen resultanttiin kehoon kohdistuvia voimia, jotka ovat kääntäen verrannollisia sen massaan.

Matemaattisesti Newtonin toinen laki ilmaistaan ​​kaavalla:

Lippu numero 3. Newtonin kolmas laki. Pulssi. Liikemäärän säilymisen laki. Reaktiivisen selitys liikkeet päälläuusi liikemäärän säilymislaki

Newtonin kolmas laki: voimat, joilla kaksi kappaletta vaikuttavat toisiinsa, ovat suuruudeltaan yhtä suuret ja vastakkaiset.

Matemaattisesti Newtonin kolmas laki ilmaistaan ​​seuraavasti:

kehon vauhtia-- vektorisuure, joka on yhtä suuri kuin kehon massan ja sen nopeuden tulo. Se on merkitty kirjaimella ja mitataan kilogrammoina metriä sekunnissa (). Laskettu kaavan mukaan

liikemäärän säilymisen laki: kehojen impulssien summa ennen vuorovaikutusta on yhtä suuri kuin summa vuorovaikutuksen jälkeen. Tarkastellaan ilmasuihkua, joka perustuu ilmapallon liikkeeseen, josta ilmasuihku tulee ulos. Liikemäärän säilymislain mukaan kahdesta kappaleesta koostuvan järjestelmän kokonaisliikemäärän tulee pysyä samana kuin se oli ennen ilman ulosvirtauksen alkamista, ts. yhtä kuin nolla. Siksi pallo alkaa liikkua ilmasuihkua vastakkaiseen suuntaan samalla nopeudella, jolla sen liikemäärä on yhtä suuri kuin ilmasuihkun liikemäärän moduuli.

Lippu numero 4. Painovoima. Vapaa pudotus. Painovoiman kiihtyvyys. maailman lakivau taakkavarjossa

Painovoima Voima, jolla Maa vetää kehoa itseään kohti. Merkitään tai

Vapaa pudotus- kappaleiden liikkuminen painovoiman vaikutuksesta.

Tietyssä paikassa maapallolla kaikki kappaleet, riippumatta niiden massasta ja muista fyysisistä ominaisuuksista, putoavat vapaasti samalla kiihtyvyydellä. Tätä kiihtyvyyttä kutsutaan vapaan pudotuksen kiihtyvyys ja se on merkitty kirjaimella tai. Se

Universaalin painovoiman laki: mitkä tahansa kaksi kappaletta vetäytyvät toisiinsa voimalla, joka on suoraan verrannollinen kunkin niiden massaan ja kääntäen verrannollinen niiden välisen etäisyyden neliöön.

G = 6,67 - 10 -11 N - m 2 / kg 2

G - Gravitaatiovakio

Lippu numero 5. Elastinen voima. Dynamometrin laitteen ja toimintaperiaatteen selostus. Kitkavoima. Kitka luonnossa ja tekniikassa

Voima, joka syntyy kehoon sen muodonmuutoksen seurauksena ja pyrkii palauttamaan kehon alkuperäiseen asentoonsa, on ns. elastinen voima. Nimetty. Se löytyy kaavan mukaan

Dynamometri- voimanmittauslaite.

Dynamometrin pääosa on teräsjousi, jolle annetaan eri muoto laitteen käyttötarkoituksen mukaan. Yksinkertaisimman dynamometrin laite perustuu minkä tahansa voiman vertailuun jousen kimmovoimaan.

Kun yksi kappale joutuu kosketukseen toisen kanssa, tapahtuu vuorovaikutus, joka estää niiden suhteellisen liikkeen, jota kutsutaan kitka. Ja voimaa, joka luonnehtii tätä vuorovaikutusta, kutsutaan kitkavoima. On staattista kitkaa, liukukitkaa ja vierintäkitkaa.

Ilman levon kitkaa ihmiset tai eläimet eivät voisi kävellä maan päällä, koska. Kun kävelemme, työnnämme irti maasta jaloillamme. Jos kitkaa ei olisi, esineet lipsahtaisivat käsistä. Kitkavoima pysäyttää auton jarrutettaessa, mutta ilman staattista kitkaa se ei pystyisi lähtemään liikkeelle. Monissa tapauksissa kitka on haitallista ja sitä on käsiteltävä. Kitkan vähentämiseksi kosketuspinnat tehdään sileiksi ja niiden väliin lisätään voiteluainetta. Koneiden ja työstökoneiden pyörivien akselien kitkan vähentämiseksi ne on tuettu laakereille.

Lippu numero 6. Paine. Ilmakehän paine. Pascalin laki. Archimedesin laki

Arvoa, joka on yhtä suuri kuin pintaan kohtisuorassa vaikuttavan voiman suhde tämän pinnan pinta-alaan on ns. paine. Se on merkitty kirjaimella tai ja mitataan pascaleina (Pa). Laskettu kaavan mukaan

Ilmakehän paine- tämä on ilman koko paksuuden paine maanpinnalla ja siinä sijaitsevissa kappaleissa.

Ilmakehän painetta, joka vastaa 760 mm korkean elohopeapylvään painetta lämpötilassa, kutsutaan normaaliksi ilmanpaineeksi.

Normaali ilmanpaine on 101300Pa = 1013hPa.

Paine laskee 1 mm:n välein 12 metrin välein. rt. Taide. (tai 1,33 hPa:lla)

Pascalin laki: nesteeseen tai kaasuun kohdistuva paine välittyy mihin tahansa piste on sama kaikkiin suuntiin.

Arkhimedes-laki: nesteeseen (tai kaasuun tai plasmaan) upotettu kappale altistuu kelluvalla voimalle (kutsutaan Archimedes-voimaksi)

missä c on nesteen (kaasun) tiheys, on vapaan pudotuksen kiihtyvyys ja V on upotetun kappaleen tilavuus (tai kappaleen tilavuuden pinnan alapuolella). Kelluva voima (kutsutaan myös Arkhimedeen voimaksi) on absoluuttisesti yhtä suuri (ja suunnaltaan vastakkainen) painovoiman kanssa, joka vaikuttaa kehon syrjäyttämän nesteen (kaasun) tilavuuteen, ja se kohdistuu tämän painopisteeseen. äänenvoimakkuutta.

On huomattava, että kehon on oltava kokonaan nesteen ympäröimä (tai nesteen pinnan leikkaama). Joten esimerkiksi Archimedesin lakia ei voida soveltaa kuutioon, joka sijaitsee säiliön pohjalla ja koskettaa ilmatiiviisti pohjaa.

Lippu numero 7. Pakota työtä. Kineettinen ja potentiaalinen energia. Mekaaninen säilymislaki energiaa

Mekaanista työtä tehdään vain kun voima vaikuttaa kehoon ja se liikkuu.

mekaaninen työ suoraan verrannollinen käytettyyn voimaan ja suoraan verrannollinen kuljettuun matkaan. Se on merkitty kirjaimella tai ja mitataan jouleina (J). Laskettu kaavan mukaan

Energia - fyysinen määrä, joka osoittaa, kuinka paljon työtä keho voi tehdä. Energia mitataan jouleina (J).

Mahdollinen energia kutsutaan energiaksi, joka määräytyy vuorovaikutuksessa olevien kappaleiden tai saman kehon osien keskinäisen sijainnin perusteella. Merkitään kirjaimella tai. Laskettu kaavan mukaan

Energiaa, joka keholla on sen liikkeen seurauksena, kutsutaan kineettinen energia. Ilmoitettu kirjaimella tai. Laskettu kaavan mukaan

Mekaanisen energian säilymislaki:

Ilman voimia, kuten kitkaa, mekaaninen energia ei synny tyhjästä eikä voi kadota mihinkään.

Lippu numero 8. Mekaaniset tärinät. mekaaniset aallot. Ääni. Luonnon ja tekniikan vaihtelut

Liiketta, joka toistuu tietyn ajan kuluttua, kutsutaan värähtelevä.

Värähdyksiä, jotka syntyvät vain alkuvaiheen energiansyötöstä, kutsutaan vapaat tärinät.

Kutsutaan järjestelmää kappaleista, jotka kykenevät värähtelemään vapaasti värähtelevät järjestelmät.

Kaikkien värähtelyjärjestelmien yleiset ominaisuudet:

1. Vakaan tasapainotilan olemassaolo.

2. Voiman läsnäolo, joka palauttaa järjestelmän tasapainoasentoon.

Oskilloivan liikkeen ominaisuudet:

1. Amplitudi - kehon suurin (modulo) poikkeama tasapainoasennosta.

2. Jakso - ajanjakso, jonka aikana keho tekee yhden täydellisen värähtelyn.

3. Taajuus - värähtelyjen määrä aikayksikköä kohti.

4. Vaihe (vaiheero)

Häiriöitä, jotka leviävät avaruudessa siirtyen pois alkuperäpaikastaan, kutsutaan aallot.

Välttämätön ehto aallon esiintymiselle on sitä estävien voimien, esimerkiksi elastisten voimien, häiriön esiintyminen.

Aaltotyypit:

1. Pituussuuntainen - aalto, jossa värähtelyjä tapahtuu aallon etenemissuunnassa

2. Poikittaissuuntainen - aalto, jossa värähtelyjä tapahtuu kohtisuorassa niiden etenemissuuntaan nähden.

Aallon ominaisuudet:

1. Aallonpituus - etäisyys lähimpänä olevien pisteiden välillä, jotka värähtelevät samoissa vaiheissa.

2. Aallon nopeus - arvo, joka on numeerisesti yhtä suuri kuin etäisyys, jonka mikä tahansa aallon piste kulkee aikayksikköä kohti.

Ääniaallot -- Nämä ovat pitkittäisiä elastisia aaltoja. Ihmiskorva havaitsee äänen värähtelyn muodossa taajuudella 20 Hz - 20 000 Hz.

Äänen lähde on äänitaajuudella värähtelevä keho.

Äänivastaanotin on runko, joka pystyy vastaanottamaan äänivärähtelyjä.

Äänen nopeus on matka, jonka ääniaalto kulkee 1 sekunnissa.

Äänen nopeus riippuu:

2. Lämpötilat.

Ääniominaisuudet:

1. Taajuus

2. Pitch

3. Amplitudi

4. Äänenvoimakkuus. Riippuu värähtelyjen amplitudista: mitä suurempi värähtelyjen amplitudi, sitä kovempi ääni.

Lippu numero 9. Kaasujen, nesteiden ja kiinteiden aineiden rakenteen mallit. Atomien ja molekyylien lämpöliike. Brownin liike ja diffuusio. Aineen hiukkasten vuorovaikutus

Kaikkiin suuntiin liikkuvat kaasumolekyylit eivät juuri vedä toisiaan ja täyttävät koko astian. Kaasuissa molekyylien välinen etäisyys on paljon suurempi kuin itse molekyylien koko. Koska molekyylien väliset etäisyydet ovat keskimäärin kymmeniä kertoja suurempia kuin molekyylien koko, ne vetäytyvät heikosti toisiinsa. Siksi kaasuilla ei ole omaa muotoaan ja vakiotilavuuttaan.

Nesteen molekyylit eivät eroa pitkiä matkoja, ja neste normaaleissa olosuhteissa säilyttää tilavuutensa. Nestemolekyylit sijaitsevat lähellä toisiaan. Kahden molekyylin väliset etäisyydet ovat pienempiä kuin molekyylien koko, joten niiden välinen vetovoima tulee merkittäväksi.

Kiinteissä aineissa molekyylien (atomien) välinen vetovoima on jopa suurempi kuin nesteissä. Siksi kiinteät aineet säilyttävät muotonsa ja tilavuutensa normaaleissa olosuhteissa. Kiinteissä aineissa molekyylit (atomit) on järjestetty tiettyyn järjestykseen. Näitä ovat jää, suola, metallit jne. Tällaisia ​​kappaleita kutsutaan kiteitä. Kiinteiden aineiden molekyylit tai atomit värähtelevät tietyn pisteen ympärillä eivätkä voi liikkua kauas siitä. Kiinteä runko säilyttää siis tilavuuden lisäksi myös muodon.

Koska sen t liittyy molekyylien liikkeen nopeuteen, sitten kehon muodostavien molekyylien kaoottista liikettä kutsutaan ns. lämpöliikettä. Lämpöliike eroaa mekaanisesta liikkeestä siinä, että siihen osallistuu monia molekyylejä, joista jokainen liikkuu satunnaisesti.

Brownin liike- tämä on nesteeseen tai kaasuun suspendoituneiden pienten hiukkasten satunnaista liikettä, joka tapahtuu ympäristömolekyylien vaikutuksen alaisena. Englantilainen kasvitieteilijä R. Brown löysi sen ja tutki sitä ensimmäisen kerran vuonna 1827 siitepölyn liikkeenä vedessä, joka näkyy suurella suurennuksella. Brownin liike ei pysähdy.

Ilmiö, jossa yhden aineen molekyylit tunkeutuvat vastavuoroisesti toisen aineen molekyylien väliin, on ns. diffuusio.

Aineen molekyylien välillä on molemminpuolinen vetovoima. Samaan aikaan aineen molekyylien välillä on hylkimistä.

Itse molekyylien kokoon verrattavissa olevilla etäisyyksillä vetovoima on havaittavampi, ja pidemmällä lähestyttäessä hylkiminen.

Lippu № 10 . Terminen tasapaino. Lämpötila. Lämpötilan mittaus. Lämpötilan ja nopeuden välinen suhdeyu hiukkasten kaoottista liikettä

Kaksi järjestelmää on lämpötasapainotilassa, jos kummankaan järjestelmän tilaparametrit eivät muutu joutuessaan kosketukseen diatermisen väliseinän kautta. Diaterminen väliseinä ei häiritse järjestelmien lämpövuorovaikutusta ollenkaan. Lämpökontaktin aikana nämä kaksi järjestelmää saavuttavat lämpötasapainon.

Lämpötila on fysikaalinen suure, joka likimain luonnehtii makroskooppisen järjestelmän hiukkasten keskimääräistä kineettistä energiaa yhtä vapausastetta kohden, joka on termodynaamisessa tasapainotilassa.

Lämpötila on fysikaalinen suure, joka kuvaa kehon kuumenemisastetta.

Lämpötilaa mitataan lämpömittareilla. Päälämpötilayksiköt ovat Celsius, Fahrenheit ja Kelvin.

Lämpömittari - laite, jota käytetään mittaamaan tietyn kehon lämpötilaa vertailuarvoihin verrattuna, valittuna ehdollisesti vertailupisteiksi ja jonka avulla voit asettaa mittausasteikon. Samanaikaisesti eri lämpömittarit käyttävät erilaisia ​​​​suhteita lämpötilan ja laitteen jonkin havaittavan ominaisuuden välillä, jota voidaan pitää lineaarisesti lämpötilasta riippuvaisena.

Lämpötilan noustessa hiukkasten keskimääräinen nopeus kasvaa.

Kun lämpötila laskee, hiukkasten keskinopeus laskee.

Lippu numero 11. Sisäinen energia. Työ ja lämmönsiirto keinoina muuttaa sisäistä energiaa kehon. Laki pelastettuenergiaa lämpöprosesseissa

Kehon muodostavien hiukkasten liikkeen energiaa ja vuorovaikutusta kutsutaan kehon sisäistä energiaa.

Kehon sisäinen energia ei riipu kehon mekaanisesta liikkeestä eikä tämän kehon asennosta muihin kappaleisiin nähden.

Kehon sisäistä energiaa voidaan muuttaa kahdella tavalla: mekaanisella työllä tai lämmönsiirrolla.

lämmönsiirto.

Lämpötilan noustessa kehon sisäinen energia kasvaa. Kun lämpötila laskee, kehon sisäinen energia laskee. Kehon sisäinen energia kasvaa, kun sitä tehdään työtä.

Mekaaninen ja sisäinen energia voi siirtyä kehosta toiseen.

Tämä johtopäätös pätee kaikkiin lämpöprosesseihin. Lämmönsiirrossa esimerkiksi kuumempi kappale luovuttaa energiaa ja vähemmän kuumennettu kappale saa energiaa.

Kun energiaa siirretään kehosta toiseen tai kun yksi energiamuoto muunnetaan toiseksi, energiaa säilyy .

Jos kappaleiden välillä tapahtuu lämmönvaihtoa, niin kaikkien lämmityskappaleiden sisäinen energia kasvaa yhtä paljon kuin jäähdytyskappaleiden sisäinen energia pienenee.

Lippu № 12 . Lämmönsiirron tyypit: johtuminen, konvektio, säteily. Esimerkkejä lämmönsiirrosta sisään luonto ja tekniikka

Prosessia, jossa sisäistä energiaa muutetaan tekemättä työtä keholle tai keholle itselleen kutsutaan lämmönsiirto.

Energian siirtymistä kuumennetuista kehon osista vähemmän kuumennettuihin lämpöliikkeen ja hiukkasten vuorovaikutuksen seurauksena kutsutaan ns. lämmönjohtokyky.

klo konvektio energiaa kuljettavat itse kaasu- tai nestesuihkut.

Säteily -- lämmönsiirtoprosessi säteilyn avulla.

Energiansiirto säteilyllä eroaa muista lämmönsiirroista siinä, että se voidaan suorittaa täydellisessä tyhjiössä.

Esimerkkejä lämmönsiirrosta luonnossa ja tekniikassa:

1. tuulet. Kaikki ilmakehän tuulet ovat valtavan mittakaavan konvektiovirtoja.

Konvektio selittää esimerkiksi merien rannoilla nousevia tuulia ja tuulia. Kesäpäivinä maa lämpenee auringon vaikutuksesta nopeammin kuin vesi, joten maan päällä oleva ilma lämpenee enemmän kuin veden päällä, sen tiheys pienenee ja paine pienenee kuin kylmemmän ilman paine meren päällä. Tämän seurauksena, kuten kommunikoivissa aluksissa, kylmä ilma siirtyy meren pohjasta rantaan - tuuli puhaltaa. Tämä on päivän tuulta. Yöllä vesi jäähtyy hitaammin kuin maa, ja maan päällä ilma kylmenee kuin veden päällä. Muodostuu yötuuli - kylmän ilman liike maalta merelle.

2. Työntövoima. Tiedämme, että ilman raitista ilmaa polttoaineen palaminen on mahdotonta. Jos ilmaa ei pääse uuniin, uuniin tai samovaariputkeen, polttoaineen palaminen lakkaa. Käytä yleensä luonnollista ilmanvirtausta - vetoa. Vedon luomiseksi uunin yläpuolelle, esimerkiksi tehtaiden, tehtaiden, voimalaitosten kattilalaitoksissa, asennetaan putki. Kun polttoaine palaa, siinä oleva ilma lämpenee. Tämä tarkoittaa, että ilman paine uunissa ja putkessa tulee pienemmäksi kuin ulkoilman paine. Paine-eron vuoksi kylmä ilma tulee uuniin ja lämmin ilma nousee - muodostuu veto.

Mitä korkeampi putki uunin yläpuolelle on rakennettu, sitä suurempi on ulkoilman ja putkessa olevan ilman välinen paine-ero. Siksi työntövoima kasvaa putken korkeuden kasvaessa.

3. Asuintilojen lämmitys ja jäähdytys. Maan lauhkeilla ja kylmillä vyöhykkeillä sijaitsevien maiden asukkaat joutuvat lämmittämään kotinsa. Trooppisilla ja subtrooppisilla vyöhykkeillä sijaitsevissa maissa ilman lämpötila saavuttaa jopa tammikuussa + 20 ja + 30 ° C. Täällä käytetään laitteita, jotka jäähdyttävät tilojen ilmaa. Sekä sisäilman lämmitys että jäähdytys perustuvat konvektioon.

Jäähdytyslaitteet on suositeltavaa sijoittaa yläosaan, lähemmäs kattoa, jotta luonnollinen konvektio tapahtuu. Loppujen lopuksi kylmällä ilmalla on suurempi tiheys kuin lämpimällä ilmalla, ja siksi se uppoaa.

Lämmityslaitteet sijaitsevat alla. Monet nykyaikaiset suuret talot on varustettu vesilämmityksellä. Veden kierto siinä ja ilman lämmitys huoneessa tapahtuu konvektiosta.

Jos rakennuksen lämmityslaitteisto sijaitsee siinä, kellariin asennetaan kattila, jossa vesi lämmitetään. Kuuma vesi nousee pystyputken kautta kattilasta säiliöön, joka yleensä sijoitetaan talon ullakolle. Säiliöstä tehdään jakeluputkijärjestelmä, jonka kautta vesi kulkee kaikkiin kerroksiin asennettuihin pattereihin, se antaa niille lämpönsä ja palaa kattilaan, jossa se lämmitetään uudelleen. Näin tapahtuu veden luonnollinen kierto - konvektio.

Suuremmissa rakennuksissa käytetään monimutkaisempia asennuksia. Kuuma vesi toimitetaan useisiin rakennuksiin kerralla erityistilaan asennetusta kattilasta. Vesi ajetaan sisään rakennukset pumppujen avulla, eli ne luovat keinotekoisen konvektion.

4. Lämmönsiirto ja kasvisto. Alemman ilmakerroksen ja maaperän pintakerroksen lämpötilalla on suuri merkitys kasvien kehitykselle.

Maan viereisessä ilmakerroksessa ja maaperän yläkerroksessa tapahtuu lämpötilan muutoksia. Päivällä maaperä imee energiaa ja lämpenee, yöllä päinvastoin jäähtyy. Sen lämmitykseen ja jäähdytykseen vaikuttaa kasvillisuus. Siten tumma, kynnetty maaperä lämpenee voimakkaammin säteilyn vaikutuksesta, mutta jäähtyy nopeammin kuin kasvillisuuden peittämä maa.

Sää vaikuttaa myös maan ja ilman väliseen lämmönvaihtoon. Selkeinä, pilvettöminä öinä maaperä jäähtyy voimakkaasti - maaperän säteily pääsee vapaasti avaruuteen. Tällaisina varhaisen kevään öinä maan pakkaset ovat mahdollisia. Jos sää on pilvinen, pilvet peittävät maan ja toimivat eräänlaisina näytöinä, jotka suojaavat maaperää säteilyn aiheuttamalta energiahäviöltä.

Yksi keino nostaa maaperän ja maa-ilman lämpötilaa ovat kasvihuoneet, jotka mahdollistavat auringon säteilyn tehokkaamman hyödyntämisen. Maaperä peitetään lasikehyksillä tai läpinäkyvillä kalvoilla. Lasi läpäisee hyvin näkyvää auringonsäteilyä, joka tummalle maaperälle putoamalla lämmittää sen, mutta välittää maapallon kuumenneen pinnan lähettämää näkymätöntä säteilyä huonommin. Lisäksi lasi (tai kalvo) estää lämpimän ilman liikkeen ylöspäin eli konvektion toteutumisen. Tällä tavalla kasvihuonelasi toimii energian "ansana". Kasvihuoneissa lämpötila on korkeampi kuin suojaamattomassa maassa, noin 10 °C.

5. Termospullo. Lämmönsiirto kuumemmasta kappaleesta kylmempään johtaa niiden lämpötilojen tasaantumiseen. Siksi, jos tuot huoneeseen esimerkiksi kuuman vedenkeittimen, se jäähtyy. Osa sen sisäisestä energiasta siirtyy ympäröiviin kehoihin. Jotta keho ei jäähtyisi tai kuumene, lämmönsiirtoa on vähennettävä. Samalla pyritään varmistamaan, että energiaa ei siirretä millään kolmesta lämmönsiirrosta: konvektiosta, lämmönjohtamisesta ja säteilystä.

Se koostuu lasiastiasta, jossa on kaksiseinäiset. Seinien sisäpinta on peitetty kiiltävällä metallikerroksella ja ilmaa pumpataan ulos astian seinien välisestä tilasta. Seinien välinen ilmaton tila ei johda lämpöä, kiiltävä kerros heijastuksen vuoksi estää energian siirtymisen säteilyn vaikutuksesta. Lasin suojaamiseksi vaurioilta termospullo asetetaan pahvi- tai metallikoteloon. Astia suljetaan tulpalla ja kotelon päälle on ruuvattu korkki.

Lippu numero 13. Lämmön määrä. Ominaislämpökapasiteettiawn. Sulaminen. Kiteytys

Energiaa, jonka keho saa tai menettää lämmönsiirron aikana, kutsutaan lämmön määrä. Merkitään kirjaimella Q ja mitataan jouleina (J). Laskettu kaavan mukaan

Kehon lämmittämiseen tarvittava (tai sen jäähtyessään vapauttama) lämmön määrä riippuu ainetyypistä, josta se koostuu, tämän kappaleen massasta ja sen lämpötilan muutoksista.

Kehon lämmittämiseen tarvittavan tai sen jäähdytyksen aikana vapautuvan lämmön määrän laskemiseksi sinun on kerrottava aineen ominaislämpökapasiteetti kehon massalla ja sen korkeampien ja alempien lämpötilojen erolla.

Fysikaalista määrää, joka osoittaa, kuinka paljon lämpöä tarvitaan 1 kg:n painoisen aineen lämpötilan muuttamiseen 1 °C:lla kutsutaan ns. ominaislämpö. Merkitty kirjaimella ja mitattu. Laskettu kaavan mukaan

Joidenkin aineiden ominaislämpökapasiteetti,

Aineen siirtymistä kiinteästä tilasta nestemäiseen tilaan kutsutaan sulaminen.

Lämpötilaa, jossa aine sulaa, kutsutaan aineen sulamispisteeksi.

Aineen siirtymistä nesteestä kiinteään tilaan kutsutaan kiinteytykseksi tai kiteytys.

Lämpötilaa, jossa aine jähmettyy (kiteytyy), kutsutaan jähmettymis- tai kiteytymislämpötilaksi.

Aineet kiinteytyvät samassa lämpötilassa, jossa ne sulavat.

Joidenkin aineiden sulamispiste, °C

Fysikaalinen suure, joka osoittaa, kuinka paljon lämpöä on välitettävä kiteiseen kappaleeseen, jonka massa on 1 kg, jotta se siirtyy kokonaan nestemäiseen tilaan sulamispisteessä, on ns. spesifinen sulamislämpö. Merkitty kirjaimella ja mitattu. Laskettu kaavan mukaan

Tiettyjen aineiden ominaissulamislämpö (sulamispisteessä)

Lipun numero 14 . Haihtuminen. kondenssi. Kiehuva. Ilman kosteus

Ilmiötä nesteen muuttumisesta höyryksi kutsutaan höyrystymistä.

On kaksi tapaa muuttaa neste kaasumaiseksi. haihtuminen ja kiehuvaa.

Höyrystymistä nesteen pinnalta kutsutaan haihtuminen.

Haihtumisnopeus riippuu nesteen tyypistä. Haihtumisen tulee tapahtua missä tahansa lämpötilassa. Haihtuminen tapahtuu mitä nopeammin, mitä korkeampi on nesteen lämpötila. Nesteen haihtumisnopeus riippuu sen pinta-alasta. Tuulen myötä nesteen haihtuminen tapahtuu nopeammin.

Ilmiötä höyryn muuttumisesta nesteeksi kutsutaan tiivistyminen.

Kiehuva- tämä on nesteen intensiivinen siirtyminen höyryksi höyrykuplien muodostumisen ja kasvun vuoksi, jotka kunkin nesteen tietyssä lämpötilassa kelluvat sen pinnalle ja puhkeavat.

Lämpötilaa, jossa neste kiehuu, kutsutaan kiehumispisteeksi. Kiehumisen aikana nesteen lämpötila ei muutu.

Joidenkin aineiden kiehumispiste °С

Fysikaalista määrää, joka osoittaa, kuinka paljon lämpöä tarvitaan 1 kg:n nesteen muuttamiseksi höyryksi ilman lämpötilan muutosta, on ns. ominaishöyrystyslämpö. Merkitty kirjaimella ja mitattu. Laskettu kaavan mukaan

Tiettyjen aineiden ominaishöyrystyslämpö (kiehumispisteessä)

Ammoniakki (neste)		Ilma (neste)

Lippu numero 15. Sähköistys puh. Kahden tyyppisiä sähkövarauksia. Maksujen vuorovaikutus. Laki säilyysähkövaraus

Kehosta, joka hankaamisen jälkeen houkuttelee muita kehoja itseensä, sanotaan, että se sähköistetty vai mitä hänelle sähkövaraus raportoitu.

Eri aineista tehdyt kappaleet voidaan sähköistää. Kappaleiden sähköistyminen tapahtuu, kun kappaleet joutuvat kosketuksiin ja sitten eroavat toisistaan.

Sähköistykseen osallistuu kaksi elintä. Tässä tapauksessa molemmat rungot sähköistetään.

Sähkövarauksia on kahdenlaisia.

Silkkiin hierotulla lasilla saatua varausta kutsutaan positiivinen nuo. lisätty "+"-merkki. Ja meripihkasta saatu panos, villan päällä, kutsuttiin negatiivinen nuo. annettiin merkki "-".

Kappaleet, joissa on samanmerkkisiä sähkövarauksia torjua, ja kappaleet, joilla on vastakkaisen merkin sähkövaraukset, molemminpuolisesti houkuttelevat.

Sähkövarauksen säilymislaki: sähkövarausten algebrallinen summa suljetussa järjestelmässä pysyy vakiona.

Lippu numero 16. Jatkuva sähkövirta. Virtapiiri. Sähkövastus. Laki Ohma sähköpiirin osalle

sähköisku jota kutsutaan varattujen hiukkasten järjestetyksi liikkeeksi. Sähkövirralla on tietty suunta. Virran suunnaksi otetaan positiivisesti varautuneiden hiukkasten liikesuunta.

Sähköpiiri on kokoelma erilaisia ​​laitteita ja niitä yhdistäviä johtimia (tai sähköä johtavan väliaineen elementtejä), joiden läpi sähkövirta voi kulkea.

Sähkövastus on sähkönjohtavuuden käänteisluku. Ohmeina mitattuna.

1 ohm - sellaisen johtimen resistanssi, jossa 1 voltin päissä olevalla jännitteellä virranvoimakkuus on 1 ampeeri.

Ohmin laki piiriosalle: virran voimakkuus piirin osassa on suoraan verrannollinen jännitteeseen tämän osan päissä ja kääntäen verrannollinen sen resistanssiin.

Lippu № 17 . Sähkövirran toiminta ja teho. Laki Joule- Lenz. Lämmön käyttö tekniikan virran vaikutus

Sähkövirran työ piiriosassa on yhtä suuri kuin tämän osan päissä olevan jännitteen, virran voimakkuuden ja työskentelyajan tulo.

Työ mitataan jouleina (J) tai watteina sekunnissa (W?s).

Sähkövirran teho on yhtä suuri kuin jännitteen ja virran tulo.

Teho mitataan watteina (W).

Joule-Lenzin laki: johtimen virralla vapauttaman lämmön määrä on yhtä suuri kuin virran, johtimen resistanssin ja ajan neliön tulo.

Virran lämpövaikutuksen käyttäminen tekniikassa:

Nykyaikaisen hehkulampun pääosa on ohutta volframilankaa oleva spiraali. Volframi on tulenkestävä metalli, sen sulamispiste on 3387 °C. Hehkulampussa volframifilamentti lämpenee 3000°C:een, jossa lämpötilassa se saavuttaa valkolämpöä ja hehkuu kirkkaalla valolla. Kierre asetetaan lasipulloon, josta ilmaa pumpataan pois pumpulla, jotta spiraali ei pala. Mutta tyhjiössä volframi haihtuu nopeasti, spiraali ohenee ja myös palaa suhteellisen nopeasti. Volframin nopean haihtumisen estämiseksi nykyaikaiset lamput täytetään typellä, joskus inertillä kaasulla - kryptonilla tai argonilla. Kaasumolekyylit estävät volframihiukkasten poistumisen filamentista, eli estävät kuumennetun filamentin tuhoutumisen.

Virran lämpövaikutusta käytetään erilaisissa sähkölämmittimissä ja -asennuksissa. Kotona sähköliesi, silitysrauta, vedenkeitin ja kattilat ovat laajalti käytössä. Teollisuudessa virran lämpövaikutusta käytetään erikoisterästen ja monien muiden metallien sulattamiseen, sähköhitsaukseen. Maataloudessa sähkövirralla lämmitetään kasvihuoneita, rehuhöyryttimiä, hautomoita, kuivataan viljaa ja valmistetaan säilörehua.

Minkä tahansa lämmityslaitteen pääosa on lämmityselementti. Lämmityselementti on korkean resistanssin omaava johdin, joka kestää myös vaurioitumatta kuumenemisen korkeaan lämpötilaan. Useimmiten lämmityselementin valmistukseen käytetään nikkelin, raudan, kromin ja mangaanin seosta, joka tunnetaan nimellä nikromi.

Lämmityselementissä johdin, joka on langan tai nauhan muodossa, on kääritty lämmönkestävästä materiaalista: kiille, keramiikka. Joten esimerkiksi nikromiteippi toimii lämmityselementtinä sähköraudassa, josta raudan alaosa lämpenee.

Lippu № 18 . Sähkökenttä. Sähkökentän vaikutukset sähkövarauksiin. Kondensaattori. Energia ekondensaattorin sähkökenttä

Sähkökenttä on aineen erityinen muoto, joka on olemassa riippumatta siitä, mitä mieltä olemme siitä.

Sähkökentän pääominaisuus on sen vaikutus sähkövarauksiin tietyllä voimalla.

Kiinteiden varausten sähkökenttää kutsutaan sähköstaattiseksi. Se ei muutu ajan myötä. Sähköstaattinen kenttä syntyy vain sähkövarauksesta. Se on olemassa näitä varauksia ympäröivässä tilassa ja on niihin erottamattomasti yhteydessä.

Kondensaattori koostuu kahdesta dielektrisellä kerroksella erotetusta johtimesta, joiden paksuus on pieni johtimien mittoihin verrattuna.

Tässä tapauksessa johtimia kutsutaan kondensaattorilevyiksi. .

Kondensaattorin energia on verrannollinen sen kapasitanssiin ja levyjen välisen jännitteen neliöön. Kaikki tämä energia on keskittynyt sähkökenttään. Kentän energiatiheys on verrannollinen kentänvoimakkuuden neliöön.

Lippu numero 19. Oerstedin kokemus. Virran magneettikenttä. Magneettien vuorovaikutus. Magneetin toimintala on johdin virralla

Oerstedin kokemus:

Laitetaan virtalähdepiiriin kuuluva johdin magneettineulan yläpuolelle akselinsa suuntaisesti. Kun piiri on kiinni, magneettinen neula poikkeaa alkuperäisestä asennostaan. Kun piiri avataan, magneettineula palaa alkuperäiseen asentoonsa. Tämä tarkoittaa, että virtajohdin ja magneettinen neula ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa.

Suoritettu koe viittaa johtimen olemassaoloon, jonka ympärillä on sähkövirta magneettikenttä. Se vaikuttaa magneettiseen neulaan kääntäen sitä.

Magneettikenttä on olemassa minkä tahansa johtimen ympärillä, jolla on virtaa, eli liikkuvien sähkövarausten ympärillä. Sähkövirta ja magneettikenttä ovat erottamattomia toisistaan.

Linjoja, joita pitkin pienten magneettisten nuolien akselit sijaitsevat magneettikentässä, kutsutaan magneettikentän magneettisiksi viivoiksi. Magneettikentän magneettiviivan suunnaksi otetaan suunta, joka osoittaa magneettineulan pohjoisnapaa kussakin kentän pisteessä.

Virran magneettikentän magneettiviivat ovat suljettuja käyriä, jotka peittävät johtimen.

Pitkään magnetoituneina pysyviä kappaleita kutsutaan kestomagneetit tai yksinkertaisesti magneetit.

Niitä magneetin paikkoja, joissa voimakkaimmat magneettiset vaikutukset löytyvät, kutsutaan magneettinavat. Jokaisella magneetilla, kuten tuntemallamme magneettineulalla, on oltava kaksi napaa: pohjoinen (N) ja eteläinen (S).

Tuomalla magneetin magneettineulan napoihin huomaat, että nuolen pohjoisnapa hylätään magneetin pohjoisnapasta ja vetää puoleensa etelänapaa. Nuolen etelänapa hylkii magneetin etelänapa ja vetää puoleensa pohjoisnapasta.

Kuvattujen kokeiden perusteella voidaan tehdä seuraavat johtopäätökset: Vastakkaiset magneettinapat vetävät puoleensa, kuten navat hylkivät. Tämä sääntö koskee myös sähkömagneetteja.

Magneettien vuorovaikutus selittyy sillä, että minkä tahansa magneetin ympärillä on magneettikenttä. Yhden magneetin magneettikenttä vaikuttaa toiseen magneetiin, ja päinvastoin toisen magneetin magneettikenttä vaikuttaa ensimmäiseen.

Magneettikenttä vaikuttaa jollakin voimalla mihin tahansa tässä kentässä olevaan virtaa kuljettavaan johtimeen.

Lippu numero 20. Sähkömagneettisen induktion ilmiö. induktiovirta. Faradayn kokeet. Muuttuva nykyinen

Sähkömagneettisen induktion ilmiö tarkoittaa sähkövirran esiintymistä suljetussa piirissä, kun magneettivuo muuttuu tämän piirin rajaaman pinnan läpi.

Sähkömagneettisen induktion ilmiön aikana esiintyvää sähkövirtaa kutsutaan induktio.

Faradayn kokeet:

Kutsutaan sähkövirtaa, jonka suuruus ja suunta muuttuvat ajoittain ajan myötä muuttujia.

Lippu numero 21. Valon suoraviivaisen etenemisen laki. Valon heijastuksen laki. Tasainen peili. Ilmiö prerikkova valo

Valon suoraviivaisen etenemisen laki: Valo kulkee suoraa linjaa läpinäkyvässä väliaineessa.

Valon heijastuksen lait: 1. Tulevat ja heijastuneet säteet ovat samassa tasossa kohtisuoran kanssa, joka on vedetty kahden väliaineen rajapintaan säteen tulopisteessä. 2. Tulokulma on yhtä suuri kuin heijastuskulma.

Peiliä, jonka pinta on taso, kutsutaan litteäksi peiliksi.

Esineen kuvalla litteässä peilissä on seuraavat ominaisuudet: tämä kuva on kuvitteellinen, suora, samankokoinen kuin esine, se sijaitsee samalla etäisyydellä peilin takana kuin esine sijaitsee peilin edessä.

Valon taittuminen- ilmiö, jossa valon etenemissuunta muuttuu, kun se kulkee kahden nopeuden rajapinnan läpi.

Lippu numero 22. Linssi. Objektiivin polttoväli. Kuvan rakentaminen suppenevassa linssissä. Silmä optisena järjestelmänä

Linssit ovat joko kuperia tai koveria.

Mieti ensin kuperan linssin ominaisuuksia.

Kiinnitämme linssin optiseen levyyn ja suuntaamme siihen optisen akselin suuntaisen säteen (kuva 150). Näemme, että säteet taittuvat kahdesti - kun ne siirtyvät ilmasta linssiin ja kun ne poistuvat siitä ilmaan. Tämän seurauksena ne muuttavat suuntaa ja leikkaavat yhdessä linssin optisella akselilla olevassa pisteessä; tätä kohtaa kutsutaan objektiivin tarkennus F. Linssin optisen keskustan etäisyyttä tähän pisteeseen kutsutaan linssin polttoväli; se on myös merkitty kirjaimella F.

Kuperaa linssiä kutsutaan suppenevaksi linssiksi.

Koveraa linssiä kutsutaan erottuva linssi. Mutta koveralla (diffusoivalla) linssillä on tarkennus, vain se kuvitteellinen. Jos tällaisesta linssistä tulevaa divergenttiä sädettä jatketaan niiden suuntaa vastakkaiseen suuntaan, säteiden jatkumo leikkaa pisteessä F , makaa optisella akselilla samalla puolella, josta valo putoaa linssiin. Tätä kohtaa kutsutaan hajaantuvan linssin kuvitteellinen tarkennus

Jos objekti on linssin ja sen tarkennuksen välissä, niin sen kuva on suurennettu, kuvitteellinen, suora ja se sijaitsee samalla puolella linssiä kuin kohde ja kauempana kuin kohde.

Jos kohde on tarkennuksen ja linssin kaksoispolttopisteen välissä, linssi antaa sille suurennetun, käänteisen, todellisen kuvan; se sijaitsee objektiivin toisella puolella suhteessa kohteeseen, kaksinkertaisen polttovälin takana.

Jos kohde on linssin kaksoispolttopisteen takana, linssi antaa pienennetyn, käänteisen, todellisen kuvan kohteesta, joka makaa linssin toisella puolella sen tarkennuksen ja kaksoistarkennuksen välissä.

Ihmissilmä on melkein pallomainen, sitä suojaa tiheä kuori, ns kovakalvo. Kovakalvon etuosa sarveiskalvo läpinäkyvä. Sarveiskalvon takana on Iiris, joka voi vaihdella henkilöstä toiseen. Sarveiskalvon ja iiriksen välissä on vetistä nestettä.

Iriksessa on reikä... oppilas, jonka halkaisija voi valaistuksesta riippuen vaihdella noin 2 - 8 mm. Se muuttuu, koska iiris pystyy siirtymään erilleen.

Pupillin takana on läpinäkyvä runko, joka on muodoltaan samanlainen kuin suppeneva linssi - tämä linssi, hän on ympäröity lihaksia kiinnittämällä sen kovakalvoon.

Linssin takana on lasimainen ruumis. Se on läpinäkyvä ja täyttää muun silmän. Kovakalvon takaosa - silmänpohja - on peitetty verkkotuppi. Verkkokalvo koostuu hienoimmista kuiduista, jotka villien tavoin peittävät silmänpohjan. Ne ovat haarautuneita päätteitä. optinen hermo, herkkä valolle.

Silmään putoava valo taittuu silmän etupinnalla, sarveiskalvossa, linssissä ja lasiaisrungossa, minkä ansiosta verkkokalvolle muodostuu todellinen, pelkistetty, käänteinen kuva tarkasteltavista kohteista.

Verkkokalvon muodostaviin näköhermon päihin putoava valo ärsyttää näitä päitä. Ärsytykset välittyvät hermosäikeitä pitkin aivoihin, ja henkilö saa visuaalisen vaikutelman, näkee esineitä. Näönkorjausprosessi ............

Joka päivä vietämme keittiössä 1-2 tuntia. Jotkut vähemmän, jotkut enemmän. Samaan aikaan harvoin ajattelemme fyysisiä ilmiöitä valmistaessamme aamiaista, lounasta tai illallista. Mutta kotioloissa niitä ei voi olla suurempaa pitoisuutta kuin keittiössä, asunnossa.

Tim Skorenko

1. Diffuusio. Tämän ilmiön kohtaamme keittiössä jatkuvasti. Sen nimi on johdettu latinan sanasta diffusio - vuorovaikutus, hajonta, leviäminen. Tämä on kahden vierekkäisen aineen molekyylien tai atomien keskinäinen tunkeutuminen. Diffuusionopeus on verrannollinen kehon poikkileikkauspinta-alaan (tilavuuteen) ja sekoitettujen aineiden pitoisuuksien, lämpötilojen eroihin. Jos lämpötilaero on, se asettaa etenemissuunnan (gradientin) - kuumasta kylmään. Tämän seurauksena tapahtuu molekyylien tai atomien pitoisuuksien spontaani kohdistus.

Tämä ilmiö keittiössä voidaan havaita hajujen leviämisen myötä. Kaasujen diffuusion ansiosta toisessa huoneessa istuessasi ymmärrät, mitä keitetään. Kuten tiedät, maakaasu on hajuton, ja siihen on lisätty lisäainetta, joka helpottaa kotitalouskaasuvuodon havaitsemista. Voimakkaan epämiellyttävän hajun lisää hajuaine, esimerkiksi etyylimerkaptaani. Jos poltin ei syttynyt tuleen ensimmäisen kerran, voimme haistaa tietyn hajun, jonka tunnemme lapsuudesta lähtien, kuten kotikaasun hajun.

Ja jos heität teejyviä tai teepussin kiehuvaan veteen etkä sekoita, voit nähdä, kuinka teehaude leviää määrässä puhdasta vettä. Tämä on nesteiden diffuusiota. Esimerkki diffuusiosta kiinteässä aineessa olisi tomaattien, kurkkujen, sienten tai kaalin peittaus. Vedessä olevat suolakiteet hajoavat Na- ja Cl-ioneiksi, jotka satunnaisesti liikkuessaan tunkeutuvat vihannesten tai sienien koostumuksessa olevien ainemolekyylien väliin.

2. Aggregaatiotilan muutos. Harva meistä on huomannut, että muutamassa päivässä jäljellä olevasta vesilasista haihtuu huoneenlämmössä sama osa vedestä kuin keitettäessä 1-2 minuuttia. Ja pakastamalla ruokaa tai vettä jääkuutioita varten jääkaapissa emme ajattele kuinka tämä tapahtuu. Samaan aikaan nämä tavallisimmat ja yleisimmät keittiöilmiöt on helppo selittää. Nesteellä on välitila kiinteiden aineiden ja kaasujen välillä. Muissa lämpötiloissa kuin kiehumis- tai jäätymislämpötilassa nesteen molekyylien väliset vetovoimat eivät ole yhtä vahvoja tai heikkoja kuin kiinteissä aineissa ja kaasuissa. Siksi esimerkiksi vain vastaanottaessaan energiaa (auringonvalosta, ilmamolekyylejä huoneenlämmössä) avoimelta pinnalta tulevat nestemolekyylit siirtyvät vähitellen kaasufaasiin, jolloin syntyy höyrynpainetta nesteen pinnan yläpuolelle. Haihtumisnopeus kasvaa nesteen pinta-alan kasvaessa, lämpötilan noustessa ja ulkoisen paineen laskussa. Jos lämpötilaa nostetaan, tämän nesteen höyrynpaine saavuttaa ulkoisen paineen. Lämpötilaa, jossa tämä tapahtuu, kutsutaan kiehumispisteeksi. Kiehumispiste laskee ulkoisen paineen laskiessa. Siksi vuoristoalueilla vesi kiehuu nopeammin.

Päinvastoin, kun lämpötila laskee, vesimolekyylit menettävät kineettistä energiaa keskenään houkuttelevien voimien tasolle. Ne eivät enää liiku satunnaisesti, mikä mahdollistaa kidehilan muodostumisen kuten kiintoaineissa. Lämpötilaa 0 °C, jossa tämä tapahtuu, kutsutaan veden jäätymispisteeksi. Jäätyessään vesi laajenee. Monet saattoivat tutustua tällaiseen ilmiöön, kun laittoivat muovipullon juoman kanssa pakastimeen nopeaa jäähdytystä varten ja unohtivat sen, ja sitten pullo räjähti. Jäähtyessään 4 °C:n lämpötilaan havaitaan ensin veden tiheyden kasvu, jolloin saavutetaan sen maksimitiheys ja minimitilavuus. Sitten 4-0 °C:n lämpötilassa vesimolekyylin sidokset järjestyvät uudelleen ja sen rakenne muuttuu vähemmän tiiviiksi. 0 °C:n lämpötilassa veden nestefaasi muuttuu kiinteäksi. Kun vesi jäätyy kokonaan ja muuttuu jääksi, sen tilavuus kasvaa 8,4%, mikä johtaa muovipullon halkeamiseen. Monissa tuotteissa nestepitoisuus on alhainen, joten pakastettuna niiden tilavuus ei kasva niin merkittävästi.

3. Absorptio ja adsorptio. Nämä kaksi lähes erottamatonta ilmiötä, jotka on nimetty latinalaisesta sorbeosta (imeytymään), havaitaan esimerkiksi kun vettä lämmitetään kattilassa tai kattilassa. Kaasu, joka ei vaikuta kemiallisesti nesteeseen, voi kuitenkin imeytyä siihen joutuessaan kosketuksiin nesteen kanssa. Tätä ilmiötä kutsutaan absorptioksi. Kun kiinteät hienorakeiset tai huokoiset kappaleet imevät kaasuja, useimmat niistä kerääntyvät tiheästi ja jäävät huokosten tai rakeiden pinnalle eivätkä jakautuneet koko tilavuuteen. Tässä tapauksessa prosessia kutsutaan adsorptioksi. Nämä ilmiöt voidaan havaita keitettäessä vettä - kuplat erottuvat kattilan tai vedenkeittimen seinistä kuumennettaessa. Vedestä vapautuva ilma sisältää 63 % typpeä ja 36 % happea. Yleensä ilmakehän ilma sisältää 78 % typpeä ja 21 % happea.

Päällystämättömässä astiassa oleva ruokasuola voi kastua hygroskooppisten ominaisuuksiensa vuoksi - vesihöyryn imeytymisen ilmasta. Ja sooda toimii adsorbenttina, kun se laitetaan jääkaappiin hajun poistamiseksi.

4. Arkhimedesin lain ilmentymä. Kun kana on valmis keittämään, täytämme kattilan vedellä noin puolet tai ¾ kanan koosta riippuen. Upottamalla ruhon vesikattilaan huomaamme, että kanan paino vedessä laskee huomattavasti ja vesi nousee kattilan reunoille.

Tämä ilmiö selittyy kelluvuusvoimalla tai Arkhimedesin lailla. Tässä tapauksessa nesteeseen upotettuun kappaleeseen vaikuttaa kelluva voima, joka on yhtä suuri kuin nesteen paino upotetun kehon osan tilavuudessa. Tätä voimaa kutsutaan Arkhimedesin voimaksi, samoin kuin itse laki, joka selittää tämän ilmiön.

5. Pintajännitys. Monet ihmiset muistavat kokeita nestefilmeillä, joita esitettiin koulun fysiikan tunneilla. Pieni vaijerikehys, jossa oli toinen liikkuva puoli, laskettiin saippuaveteen ja vedettiin sitten ulos. Kehälle muodostuneen kalvon pintajännitysvoimat nostivat rungon alempaa liikkuvaa osaa. Jotta se pysyisi liikkumattomana, siihen ripustettiin paino, kun koetta toistettiin. Tämä ilmiö voidaan havaita siivilässä - käytön jälkeen vettä jää tämän astian pohjassa oleviin reikiin. Sama ilmiö on havaittavissa haarukoiden pesun jälkeen - joidenkin hampaiden välissä on myös vesiliuskoja sisäpinnalla.

Nesteiden fysiikka selittää tämän ilmiön seuraavasti: nesteen molekyylit ovat niin lähellä toisiaan, että niiden väliset vetovoimat synnyttävät pintajännityksen vapaan pinnan tasossa. Jos nestekalvon vesimolekyylien vetovoima on heikompi kuin vetovoima siivilän pintaan, vesikalvo katkeaa. Pintajännitysvoimat ovat myös havaittavissa, kun kaadamme muroja tai herneitä, papuja pannulle vedellä tai lisäämme pyöreitä pippurin jyviä. Jotkut jyvät jäävät veden pinnalle, kun taas suurin osa lopun painon alaisena uppoaa pohjaan. Jos painat kelluvia jyviä kevyesti sormenpäällä tai lusikalla, ne ylittävät veden pintajännityksen ja vajoavat pohjaan.

6. Kostutus ja levitys. Liedellä, jossa on rasvainen kalvo, roiskunut neste voi muodostaa pieniä pisteitä ja pöydälle - yksi lätäkkö. Asia on siinä, että nesteen molekyylit vetoavat ensimmäisessä tapauksessa voimakkaammin toisiinsa kuin lautasen pintaan, jossa on rasvakalvo, joka ei ole veden kastelema, ja puhtaalla pöydällä Vesimolekyylien kohdistaminen taulukon pinnan molekyyleihin on suurempi kuin vesimolekyylien vetovoima toisiinsa. Tämän seurauksena lätäkkö leviää.

Tämä ilmiö kuuluu myös nesteiden fysiikkaan ja liittyy pintajännitykseen. Kuten tiedät, saippuakupla tai nestepisarat ovat pallomaisia ​​pintajännitysvoimien vuoksi. Pisarassa nestemolekyylit houkuttelevat toisiaan voimakkaammin kuin kaasumolekyylejä ja pyrkivät nestepisaran sisäpuolelle vähentäen sen pinta-alaa. Mutta jos on kiinteä kostutettu pinta, osa pisarasta venyy kosketuksessa sitä pitkin, koska kiinteän aineen molekyylit houkuttelevat nesteen molekyylejä ja tämä voima ylittää vetovoiman molekyylien välillä. nestettä. Kostutuksen ja leviämisen aste kiinteälle pinnalle riippuu siitä, kumpi voima on suurempi - nesteen molekyylien ja kiinteän aineen molekyylien vetovoima keskenään vai nesteen sisällä olevien molekyylien vetovoima.

Vuodesta 1938 lähtien tätä fyysistä ilmiötä on käytetty laajalti teollisuudessa, taloustavaroiden valmistuksessa, kun DuPontin laboratoriossa syntetisoitiin teflonia (polytetrafluorieteeni). Sen ominaisuuksia ei käytetä vain tarttumattomien keittiövälineiden valmistuksessa, vaan myös vedenpitävien, vettä hylkivien kankaiden ja vaatteiden ja kenkien pinnoitteiden valmistuksessa. Teflon on listattu Guinnessin ennätysten kirjaan maailman liukkaimpana aineena. Sillä on erittäin alhainen pintajännitys ja adheesio (tarttuminen), se ei kostu vesi, rasvat tai monet orgaaniset liuottimet.

7. Lämmönjohtavuus. Yksi yleisimmistä havaittavista ilmiöistä keittiössä on vedenkeittimen tai veden kuumeneminen kattilassa. Lämmönjohtavuus on lämmön siirtymistä hiukkasten liikkeen kautta, kun lämpötilassa on ero (gradientti). Lämmönjohtavuustyyppien joukossa on myös konvektio. Identtisten aineiden tapauksessa nesteiden lämmönjohtavuus on pienempi kuin kiinteiden aineiden ja suurempi kuin kaasujen. Kaasujen ja metallien lämmönjohtavuus kasvaa lämpötilan noustessa, kun taas nesteiden lämmönjohtavuus pienenee. Konvektiota kohtaamme koko ajan, sekoitamme sitten keittoa tai teetä lusikalla, avaamme ikkunan tai laitamme tuuletuksen päälle keittiön tuulettamiseksi. Konvektio - latinasta convectiō (siirto) - eräänlainen lämmönsiirto, kun kaasun tai nesteen sisäinen energia siirretään suihkujen ja virtausten avulla. Erottele luonnollinen konvektio ja pakotettu. Ensimmäisessä tapauksessa neste- tai ilmakerrokset sekoittuvat kuumennettaessa tai jäähdytettäessä. Ja toisessa tapauksessa tapahtuu nesteen tai kaasun mekaaninen sekoitus - lusikalla, tuulettimella tai muulla tavalla.

8. Sähkömagneettinen säteily. Mikroaaltouunia kutsutaan joskus mikroaaltouuniksi tai mikroaaltouuniksi. Jokaisen mikroaaltouunin ydinelementti on magnetroni, joka muuntaa sähköenergian mikroaaltomagneettiseksi säteilyksi, jonka taajuus on jopa 2,45 gigahertsin (GHz). Säteily lämmittää ruokaa olemalla vuorovaikutuksessa sen molekyylien kanssa. Tuotteissa on dipolimolekyylejä, jotka sisältävät positiivisia sähkö- ja negatiivisia varauksia vastakkaisissa osissaan. Nämä ovat rasvojen, sokerin molekyylejä, mutta suurin osa kaikista dipolimolekyyleistä on vedessä, joka sisältyy melkein mihin tahansa tuotteeseen. Mikroaaltokenttä, joka muuttaa jatkuvasti suuntaansa, saa molekyylit värähtelemään korkealla taajuudella, jotka asettuvat linjaan voimalinjoja pitkin niin, että kaikki molekyylien positiivisesti varautuneet osat "näkevät" yhteen tai toiseen suuntaan. Molekyylikitka syntyy, energiaa vapautuu, mikä lämmittää ruokaa.

9. Induktio. Keittiöstä löytyy yhä enemmän tähän ilmiöön perustuvia induktioliesiä. Englantilainen fyysikko Michael Faraday löysi sähkömagneettisen induktion vuonna 1831, ja siitä lähtien on ollut mahdotonta kuvitella elämäämme ilman sitä. Faraday havaitsi sähkövirran esiintymisen suljetussa piirissä tämän piirin läpi kulkevan magneettivuon muutoksen vuoksi. Koulukokemus tunnetaan, kun litteä magneetti liikkuu spiraalimaisen johdin (solenoidin) piirissä ja siihen ilmestyy sähkövirta. On myös käänteinen prosessi - vaihtosähkövirta solenoidissa (kelassa) luo vaihtomagneettikentän.

Nykyaikainen induktioliesi toimii samalla periaatteella. Tällaisen kiukaan lasikeraamisen lämmityspaneelin (neutraali sähkömagneettisille värähtelyille) alla on induktiokäämi, jonka läpi kulkee sähkövirta 20–60 kHz:n taajuudella luoden vaihtuvan magneettikentän, joka indusoi pyörrevirtoja ohuessa. metalliastian pohjan kerros (ihokerros). Keittoastia kuumenee sähkövastuksen vuoksi. Nämä virrat eivät ole vaarallisempia kuin punakuumat astiat tavallisissa liesissä. Astioiden tulee olla terästä tai valurautaa, jolla on ferromagneettisia ominaisuuksia (vetämään magneettia).

10. Valon taittuminen. Valon tulokulma on yhtä suuri kuin heijastuskulma, ja luonnonvalon tai lamppujen valon eteneminen selittyy kaksois-, korpuskulaarisella aallolla: toisaalta nämä ovat sähkömagneettisia aaltoja, ja toisaalta, hiukkaset-fotonit, jotka liikkuvat suurimmalla mahdollisella nopeudella universumissa. Keittiössä voit tarkkailla sellaista optista ilmiötä kuin valon taittuminen. Esimerkiksi kun keittiön pöydällä on läpinäkyvä kukkamaljakko, vedessä olevat varret näyttävät siirtyvän vedenpinnan rajalla suhteessa niiden jatkumiseen nesteen ulkopuolella. Tosiasia on, että vesi, kuten linssi, taittaa maljakon varresta heijastuneita valonsäteitä. Samanlainen asia havaitaan läpinäkyvässä lasissa, jossa on teetä, johon lusikka lasketaan. Voit myös nähdä vääristyneen ja suurennetun kuvan pavusta tai viljasta syvän kirkasta vettä sisältävän ruukun pohjalla.