Начала воздействознания
Здравствуйте, Ребята!
Что вы обычно делаете, если видите, что чай в вашей чашке очень горячий? А что вы делаете, если желаете согреть озябшие руки?
Правильно! И в первом и во втором случае мы будем дуть! Правда в первом случае мы будем дуть с прикрытым ртом, а во втором с открытым. Но ведь воздух, который мы выдыхаем, согрет в нашей груди, и его теплота не должна меняться от того, что мы откроем рот или закроем…
Но почему же тогда струя воздуха из прикрытого рта действует охлаждающе, а струя воздуха из открытого рта действует согревающе?
Над поверхностью горячего чая поднимается прозрачный дымок. Это пар, который потом растворяется в воздухе. Если подержать сухую ложечку над чашкой с горячим чаем, на ложечке появятся капельки воды. Мы не опускали ложечку в чай, но откуда же на ложечке появилась вода?
Просто пар, который поднялся к ложечке, остыл и снова стал водой. Ведь пар ─ это такое воздушное состояние воды. В такое состояние вода превращается, когда её сильно нагревают.
Значит пар, над поверхностью чая ─ это самые разогретые частички воды. Когда мы дуем на чай, мы сдуваем этот пар и над поверхностью чая ненадолго зависает слой воздуха теплоты нашего дыхания и теплоты воздуха в комнате. Впрочем, вскоре, на поверхность чая снова вылетят самые разогретые частички воды. Но мы снова сдуем их. Итак, с каждым сдуванием, самых разогретых частиц воды, становится всё меньше и меньше, и чай остывает.
Если бы мы дули на чай с открытым ртом, то струя выдыхаемого воздуха была бы медленной и сдувание пара проходило бы гораздо дольше. Да и вообще, мы могли бы вовсе не дуть на чай, но в этом случае нам пришлось бы ждать остывания чая ещё дольше. Вот почему даже когда мы дуем, например, на руку с прикрытым ртом, мы быстро сдуваем слой тёплого воздуха со своей руки и ощущаем охлаждение кожи. А когда дуем с открытым ртом, мы покрываем кожу слоем тёплого воздуха, согретого в груди.
Вот так, прикрывая или открывая рот при выдыхании мы воздействуем на теплоту предметов.
А если опустить в горячий чай ложечку, которая лежала в ящике и была, вроде бы даже, прохладной? Конечно же, ложечка быстро нагреется и станет горячей. Но ведь и чай при этом станет менее горячим. И при этом никто не сдувал с поверхности чая самые разогретые частички воды. Почему же чай приостыл, а ложечка нагрелась? Ведь не могли же самые разогретые частички воды проникнуть в ложечку! Она ведь металлическая и не промокает! И почему нагревается даже верхняя часть ложечки, которая и не соприкасается с чаем?
Когда мы просто держали ложечку на паром, то пар, соприкасаясь с ложечкой, остывал, и снова принимал жидкое состояние. Но при этом ведь и ложечка нагревалась. Конечно же не так быстро и так сильно, как в случае погружения ложечки в горячий чай, но всё же нагревалась!
Значит и в том, и в другом случае происходил обмен теплотой. Только в случае погружения ложечки этот обмен происходил быстрее. И это не случайно! Ведь в жидком состоянии мельчайшие частички воды находятся намного ближе друг к другу, чем в воздушном состоянии. Поэтому с ложечкой, погружённой в горячий чай, соприкасаются намного больше частичек воды, чем с ложечкой, которую мы держим над паром.
Мельчайшая частичка воды имеет форму такого красивого восьмигранника.
Воду мы обычно представляем в жидком состоянии. Также мы видим в небе облака. Облака ─ это скопление пара, того самого, который улетает из горячего чая. В воздушном состоянии водяные частички очень упругие потому, что грани-лепесточки их внешней оболочки натянуты как батуты и при столкновении отскакивают друг от друга. Поэтому в воздушном состоянии частички находятся друг от друга на большом расстоянии.
В жидком же состоянии частички воды уже менее упругие и не отталкиваются друг от друга с силой, хотя тоже находятся в постоянном движении.
А вот зимой мы часто видим снег и даже лёд. Это тоже вода, только уже в твёрдом или, можно сказать, в кристаллическом состоянии. Оболочки частичек воды становятся совсем уж не упругими и им приходится выстраиваться в кристаллики, чтобы продержаться в устойчивом состоянии.
Следующие кристаллики выстраиваются уже на этой шестилучевой основе. Причём, всякий раз по-новому! И несмотря на то, что все снежинки, вроде бы, очень похожи друг на друга, вряд ли возможно отыскать хотя бы две совершенно одинаковые снежинки!
Такое построение кристалликов требует большего пространства для одного и того же количества частичек, чем в жидком состоянии. Поэтому, замерзая вода приобретает больший объём! Вы, наверное, слышали о плавающих ледяных глыбах, которые называются айсберги (ледяные горы). При этом, над водой видна только малая часть этой глыбы.
Если бы глыба была тяжелее воды, то сразу же потонула бы. Если бы глыба была намного легче воды, то вода вытолкнула бы её на самую поверхность. Но воде удалось вытолкнуть глыбу лишь частично, ненамного. Насколько? Ровно на столько, на сколько замёрзшая вода увеличилась в размерах по сравнению с тем, когда она была в жидком состоянии.
И это только за счёт особой формы при построении кристаллов!
Однако, если взять две совершенно одинаковые металлические чайные ложечки, и, на то время пока кипятится чайник, обязательно, сначала, получив разрешение родителей, положить одну ложечку в морозильное отделение холодильника, а другую положить в стакан и налить в него кипяток, затем, подождав около минуты, вынуть первую ложечку из морозильного отделения, вынуть вторую ложечку из стакана, и положить их рядом для сравнения, то...
…вы увидите, что холодная ложечка стала менее блестящей, чем нагретая ложечка. Но не это самое удивительное! Самое удивительное то, что холодная ложечка стала немного меньше нагретой ложечки. А ведь пока они лежали в посудном ящике они были совершенно одинакового размера!
Что же произошло? Ведь ложечки никоим образом не подвергались сжатию или растягиванию.
Дело в том, что в ложечке, помещённой в морозильное отделение, оболочки частичек, из которых состоит ложечка, поделились своим натяжением с частичками морозного воздуха, стали менее упругими и расстояние между всеми частичками уменьшилось. И сама ложечка сжалась. В ложечке же, опущенной в кипяток, наоборот, оболочки частичек, из которых состоит ложечка, приняли от горячей воды натяжение, стали более упругими и расстояние между всеми частичками увеличилось. И сама ложечка расширилась.
И это происходит с любыми предметами и даже с жидкостью!
Представьте, но ни в коем случае не делайте этого дома (дома, вообще, не следует делать никаких экспериментов!!!), что из остывшего чайника наполнили стакан, затем подогрели чайник почти до кипения, потом наполнили второй стакан. Затем вынесли оба стакана на мороз и стали наблюдать. К всеобщему удивлению, горячая вода замёрзла быстрее, чем холодная вода.
В чём же секрет? А вот в чём! Если бы стаканы не выносили на мороз, а просто оставили бы в комнате и подождали пока горячая воды остынет, то увидели бы, что в стакане, где была горячая вода, воды то оказалось меньше, чем в стакане с остывшей водой. Ведь когда вода была горячей она занимала больше пространства. Вот бывшая горячая вода быстрее и замёрзла, потому что её было попросту меньше!
