Ёжик в тумане. Как образуется туман?

Подробности

Обновлено 16.08.2018 13:17

Глядя на этот непроглядный туман, постараемся ответить на вопрос: какие физические факторы удерживают туман над поверхностью земли? Хотя большинство частиц тумана имеют диаметр около 10 мкм, плотность воды в них обычная, следовательно, архимедова сила тут ни при чем.

Ветер похоже тоже ни при чем, так как его скорость может быть нулевой. А может, туманные капельки совершают в воздухе броуновское движение и оттого не падают? Тоже нет, поскольку наибольший диаметр броуновской частицы примерно 1 мкм и значит, удары молекул воздуха о парящие капли воды для них нечувствительны. Если подумать, что капельки очень медленно падают в воздухе, испытывая его сопротивление, то вычисления не подтвердят эту мысль, т.к. физически несложный расчет дает, что десятиметровый слой тумана осел бы почти весь за 56 минут - а этого не наблюдается.

Предположим теперь, что микрокапельки воды наэлектризовались положительно в процессе образования тумана и находятся в равновесии в двух вертикальных противонаправленных полях: в поле тяжести и в электрическом поле Земли. Очевидно, что условие равновесия можно записать в виде mg = qЕ,
где m и q - масса и заряд капельки соответственно.
Капля не должна быть разорвана электрическими силами.
В качестве простого условия ее стабильности разумно потребовать, чтобы электрическая энергия капли не превосходила ее поверхностную энергию, т.е.

где R - радиус капли, сигма = 7,2 • 10~2 Н/м - коэффициент поверхностного натяжения воды,
е0 = 8,85 • 10~12 Ф/м - электрическая постоянная.

Полученный результат подтвердит наше предположение.

Источник : по материалам ж. "Квант"

Знаете ли вы?

Ремесло переплетчика

Ремесло переплетчика появилось задолго до книгопечатания, ведь и саму книгу изобрели раньше печатного стайка. Была она рукописной, создавалась трудом многих безымянных переписчиков и представляла в те времена немалую материальную ценность. Потому и переплет делался соответствующий — крепкий, из дубовых досок, обтягивался кожей, отделывался медью или золотом, украшался драгоценными камнями. А завершали все замки-застежки...

Только сам футляр еще полдела. Книгу ведь надо сформировать: перегнуть листы — сфальцевать, сшить в тетради, сброшюровать... Для облегчения работы, чтобы она была качественной, мастера уже в раннем средневековье придумали все необходимые инструменты: различного рода резаки, прессы, приспособления для шитья...

С приходом промышленного производства всем этим операциям нашли машинные аналоги, но загляните в небольшую переплетную мастерскую, вы и сейчас увидите многие хитрости наших пращуров. Разве что дизайн изменился.

Источник: журнал «Юный техник»

Любознательным

Погружение и всплытие рыб

Изменяют ли рыбы глубину погружения подобно тому, как это делает подводная лодка? Меняют ли они для этого объем плавательного пузыря? Часто именно этим объясняют способность рыбы плавать под водой. Однако это неверно, поскольку рыба не может управлять своим плавательным пузырем с помощью мышц. Как же рыбы плавают под водой? Рыбы не переносят быстрого изменения глубины (например, треска и хек при ловле тралом погибают, когда их быстро вытаскивают на поверхность), но жить они могут на больших глубинах, выдерживая огромные давления: так, на глубине 5000 м оно достигает 500 атм. Как рыбы выдерживают такие давления?

Оказывается...
Плавательный пузырь обеспечивает рыбе нулевую плавучесть, благодаря чему она не всплывает на поверхность и не опускается на дно. Предположим, рыба плывет вниз. Возрастающее давление воды сжимает газ в пузыре. Объем рыбы, а с ним и плавучесть уменьшаются, и, чтобы не утонуть, рыбе пришлось бы совершать движения плавниками. Но вместо этого рыба выделяет газ в плавательный пузырь, так что его объем остается примерно постоянным. Поэтому, несмотря на повышение внешнего давления, объем рыбы остается постоянным, и выталкивающая сила не изменяется. При всплытии рыбы часть газа из пузыря выходит, тем самым выталкивающая сила поддерживается неизменной.

Источник: «Физический фейерверк» Дж. Уокер