Физика моей бабушки. Полезные советы

Моя бабушка показывала щёлканье суставов. Я всегда думала, почему “трещат” пальцы? Почему нужно немного подождать, прежде чем сустав сможет снова щёлкнуть?

Треск суставов обусловлен разрывом крошечных газовых пузырьков в жидкости, смазывающей суставы пальцев, когда палец растягивается и давление в жидкости уменьшается. Требуется несколько минут, прежде, чем жидкость снова поглотит газ и сустав сможет опять щёлкнуть.

Когда мы идём по снегу.

Когда ходили по снегу, бабушка моё внимание уделила тому, как снег скрипел под ногами в такие дни, когда температура воздуха существенно ниже нуля. Что создавало этот звук и почему его возникновение зависело от температуры? При какой температуре снег начинает скрипеть?

Если земля очень холодная (её температура ниже -23 градусов), то лёд уже не тает под ногами, а трескается.

Буря и колодец.

Моя бабушка утверждала, что во время бури из её колодца легче качать воду, но для питья такая вода часто непригодная из-за сильного осадка. Она говорила,что это не зависит от того, идёт дождь или нет. Было замечено также, что мощность артезианских скважин увеличивается во время бури, причём это также не связано с дождём. Почему скважины реагируют на бурю? Возможен ли противоположный эффект, и если да, то при каких условиях скважина перестаёт давать воду?

Хотя, вообще говоря, уровень воды в колодце зависит от количества осадков в данной местности, изменения атмосферного давления могут приводить к изменению уровня воды в колодце примерно на несколько сантиметров. Когда во время бури давление падает, уровень воды поднимается. Увеличение потока воды сквозь землю может несколько повысить содержание в ней взвешенных частиц, что вода станет непригодной для питья.

Барометр - альпийская хижина.

Одна из самых замечательных вещиц моей бабушки - это барометр, сделанный в виде альпийского домика. Когда атмосферное давление падает, из домика выходит маленький человечек, чтобы предупредить о надвигающейся буре. В хорошую погоду из домика появляется маленькая женщина. Как действует этот барометр: действительно ли он измеряет атмосферное давление? Я заметила, что если его повесить в ванной комнате, то он предсказывает плохую погоду гораздо чаще. Почему?

Этот “барометр” измеряет не давление. Он чувствителен к изменению влажности, которым обычно сопровождается изменение давления. Фигурки приводятся в движение кусочком скрученного кетгута, длина которого меняется в зависимости от влажности.

Зачем солят лёд?

Когда моя бабушка делала дома мороженное, она открывала сосуд для мороженного со льдом, а лёд посыпала солью. Зачем она сыпала соль? Кстати, зачем посыпают солью лёд на дорогах? По-видимому, на оба вопроса вы ответите одинаково: чтобы понизить температуру замерзания. Да это так. Но каким образом это может сделать соль? Известно, что очень холодную погоду соль не улучшает дорожных условий. Какова же самая низкая температура, при которой ещё есть смысл посыпать дорогу солью?

Насколько холодно должно быть, чтобы соленой водоём начал замерзать сверху?

Когда в воду добавляют соль, то количество тепла, которое необходимо отбирать у раствора при замерзании, возрастает, поэтому температура его замерзания понижается. Добавки соли также повышает температуру кипения воды. Чтобы преодолеть притяжение к молекулам воды придётся двигаться значительно скорее, только тогда они смогут оторваться и перейти в пар. Аналогичное понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения лежит в основе действия антифриза в автомобильном радиаторе.

Зачем отрывать духовку?

Моя бабушка утверждала, что в сырую погоду духовка согревается скорее, если некоторое время подержать её открытой, а затем, буквально перед включением, закрыть.

Так ли это, и если да, то почему?

В литературе мне встречалось одно-единственное упоминание об этом эффекте. Почему бы вам не поэкспериментировать с собственной духовкой? Понаблюдайте, способствует ли увеличение влажности воздуха в духовке более быстрому её нагреву. Меньше ли при этом потребуется тепла, чтобы нагреть воздух, скажем на один градус. Изменяется ли в этом случае циркуляция воздуха?

Кофейник.

Часто я думала, как действует старый неэлектрический кофейник бабушки? Почему трубка в середине должны быть довольно тонкой? Вся ли вода имеет температуру кипения, когда кофейник начинает «булькать»?

В кофейниках старого типа воду наливали в нижний сосуд, а сверху навинчивался резервуар с уплотнительной резиновой прокладкой, куда засыпали кофе. Когда вода нагревалась, пар и воздух над её поверхностью расширялись и проталкивали воду в трубку, расположенную в центре сосуда. Кипящая вода из трубки сверху капала на кофе. Минут через пять нагревание прекращали. Воздух в нижнем сосуде остывал и уменьшался в объёме; его давление также уменьшалось, и тогда под действием внешнего атмосферного давления вода через кофе обратно попадала в нижний сосуд.

Крик, крик, щёлк.

Для меня очень удивительно было, почему раздался «крик, крик, щёлк», когда бабушка заливала молоком рисовые хлопья?

Когда хлопья разбухают в молоке и, в конце концов, из них начинает выходить воздух, в результате чего и возникает пощёлкивание.

Алюминиевая фольга для хранения пищи.

Бабушка учила, пищу нужно хранить в алюминиевой фольге. У обычной пищевой фольге одна сторона блестящая, а другая - матовая. Какая из сторон должна быть наружной, когда в фольгу заворачивают продукты, например картофель, который собираются печь? Какая сторона фольги должна быть снаружи, если продукты предназначены для замораживания? Существенна ли эта разница?

Матовая сторона фольги излучает и поглощает тепло лучше, чем блестящая. Поэтому, если картофелину заворачивать так, что матовая сторона фольги оказывается снаружи, то и скорее остывает на столе. Мне не встречалось никаких публикаций на этот счёт. Почему бы нам не экспериментировать самостоятельно.

Чёрные формы для пирогов.

Почему донышки некоторых форм для пирогов зачернены? Бабушка, когда решила испечь пирог хотела, чтобы он поджарился снизу, то она воспользовалась сковородкой из термостатного стекла, а не из металла. Когда она располагала только металлической формой, то она отдавала предпочтение зачернённой форме, а не блестящей. Почему?

Зачернённая поверхность поглощает тепло лучше, чем блестящая. Поэтому в чёрной форме пирог испечётся быстрее. Стекло поглощает большую часть падающего на него теплового (инфракрасного) излучения, следовательно, стеклянная форма также предпочтительнее блестящей металлической.

Полезные советы бабушки.

Варка яиц по научному.

Бабушка, прежде чем варить яйцо, в его тупом конце делала прокол тонкой иголкой. Почему?

Кастрюльку с холодной водой поставить на огонь, положим в неё яйцо, наблюдая за его тупым концом. Мы увидим цепочку пузырьков, поднимающихся вверх. Это воздух воздушного мешка проходит сквозь поры в скорлупе. Если проколоть иглой отверстие в тупом конце яйца- вместо маленьких пузырьков можно увидеть струю воздуха, большую из отверстия. Когда яйцо нагревается, воздух внутри воздушного мешка, расширившись, начинает давить на скорлупу, угрожая сломать её. Хотя в скорлупе имеются поры, обеспечивающие газообмен, при быстром нагревании, эти “предохранительные” клапаны могут не выдержать. Поэтому прокалывают тупой конец яйца, чтобы при нагревании скорлупа не лопнула.

Как отличить сырое яйцо от сваренного вкрутую.

Бабушка учила так: поместим сытое и сваренное вкрутую яйцо на ровную поверхность стола и сообщим им вращательное движение. Круто сваренное яйцо вращается как сплошное целое: заметно быстрее и дольше сырого. Жидкое содержимое сырого яйца задерживает вследствие своей инерции вращательное движение твёрдой оболочки, поэтому сырое яйцо будет вращаться медленнее и вскоре остановиться. В этом и состоит простой способ, помогающий отличать сырое яйцо от сваренного вкрутую, известный всем хозяйкам.

Как заставить картофель свариться быстрее?

Чтобы картофель сварился быстрее, бабушка перед варкой бросала в кастрюлю с картофелем и водой кусочек сливочного масла. Нагреваясь, оно растопится и покроет поверхность воды тонкой плёнкой. Эта защитная плёнка будет препятствовать процессу испарения воды. А процесс испарения всегда сопровождается уменьшением температуры жидкости и её количества.

Какие стаканы более пригодны для горячего чая: толстые или тонкие?

Стаканы часто трескаются от горячей воды. Причина- неравномерное расширение стекла. Горячая вода, налитая в стакан, прогревает его стенки не сразу: сначала нагревается внутренний слой стенок, в то время как наружный слой ещё не успевает нагреться. Нагретый слой стекла начинает расширяться и давить изнутри на менее нагретые слои. И чем толще такая стенка, тем более неравномерно прогреваются, а значит, и расширяются её слои. Поэтому толстые стаканы являются самыми непрочными: они лопаются чаще, чем тонкие. А вот тонкие стенки прогреваются быстрее. Надо только помнить, что тонкими у стакана должны быть не только стенки, но и дно.

Почему бабушка, прежде чем залить чай по стаканам, клала в них металлические ложки?

Функции ложек в данном случае предохраняются. Попав на дно, горячая жидкость, прежде чем нагреть стекло (которое плохо проводит тепло), успевает отдать часть своего тепла хорошему проводнику- металлической ложке. Температура жидкости снижается, сглаживается неравномерность нагревания стакана, снижается растрескивание стекла.

Как поступила бабушка, чтобы быстрее охладить с помощью льда бутылку лимонада?

Как положить бутылку лимонада, чтобы в жаркий день быстрее угостить ваших друзей холодным напитком? Если поставить сосуд на лёд, то охладится только лишь самый нижний слой жидкости, остальная же часть будет окружена неохлаждённым воздухом. Напротив, если положить кусок льда поверх крышки сосуда, то охлаждение его пойдёт намного быстрее. Охлаждённые верхние слои жидкости будут опускаться вниз, освобождая место более тёплым слоем жидкости, поднимающимся снизу. Кроме того, воздух, окружающий кусок льда, охладившись, опускается вниз и обволакивает сосуд со всех сторон, дополнительно охлаждая его.

Просеивание сахара.

Однажды бабушка просеивала сахарную пудру, чтобы посыпать ею пирог. Вдруг с пудрой произошло нечто странное: сначала она сыпалась прямо вниз, но постепенно всё большая её часть стала отлетать в сторону. Почему это произошло?

При просеивание, сахарная пудра, задерживается. Поскольку падающие крупинки сахара имеют заряд одного знака, они отталкиваются друг от друга, и часть сахара отлетает в бок.

Отрицательный заряд дарит блаженство.

Бабушка рассказывала, что, попав в область отрицательного заряда, например под душ, человек, испытывает невероятное блаженство. Итак, отрицательный заряд делает вас счастливыми, а положительный вызывает неприятные эмоции. Не исключено, что-то удовольствие, которое мы получаем от душа, в равной мере обусловлено как ощущением собственной чистоты, так и отрицательным зарядом, возникающим в ванной. Как объяснить такое “эмоциональное воздействие” положительных и отрицательных зарядов?

Влияние электрических зарядов на организм человека пока не получено достаточного объяснения.

Заключение.

Я ни в коем случае не хотела бы создать впечатление, будто эта работа написана мной в одиночку. Очень многие давали советы, помогали, спорили, критиковали, поддерживали меня - вообще относились с пониманием.

Прежде всего, мне хотелось бы показать, что физика не ограничивается стенами лабораторий. Физика и физические задачи повсюду существуют в том мире, в котором мы живём, работаем, любим.

Хочу надеяться, что работа увлекла вас и вы станните думать о физике, когда вам придётся готовить обед, лететь в самолёте или просто валяться на траве где – нибудь у ручья.