104. Движение реликтовой воды
В залежах каменной соли содержатся включения реликтовой (древней) воды. Если внутри соляного месторождения разместить тепловой источник, будут ли эти включения двигаться (подсказка: растворимость соли растет с температурой)?
1. Будут, по направлению к тепловому источнику.
2. Будут, по направлению от теплового источника.
3. Останутся неподвижными.
Есть источник тепла – значит, есть и градиент (проще сказать, неоднородность) температуры. Там, где горячее, подсказывают нам, – там и растворимость выше. Соответственно, вода станет «проедать» горячую стенку и с необходимостью (иначе полость разрастется неограниченно, а так не бывает) «отступать» от холодной (на ней соль будет кристаллизоваться). Температура, очевидно, растет в направлении источника тепла – вот к нему, родимому, вода и поползет.
105. Сколько крыльев нужно самолету?
В наше время самолеты в основном монопланы, по одному крылу с каждой стороны. Но на заре авиационной эры были бипланы (по два крыла с каждой стороны), трипланы (по три), квартопланы (по четыре) и даже квинтопланы (по пять). Для чего делали столько крыльев?
Варианты ответов
1. Чтобы повысить устойчивость машины в полете.
2. Из соображений безопасности (одно крыло отвалится, остальные останутся).
3. Чтобы уменьшить размах крыльев.
Правильный ответ: 3
Подъемная сила крыла прямо зависит от его площади: больше площадь – больше сила. Так что вместо того, чтобы строить моноплан, можно соорудить квинтоплан – и при той же самой подъемной силе крыло будет иметь впятеро меньшую площадь (поскольку крыльев – пять)! Такие крылья проще собирать, крепить, возможно, они и понадежнее будут, да и парковать компактный самолет удобнее. Так что зачем делали бипланы и трипланы, более-менее ясно, остается вопрос: почему сейчас остались одни монопланы? Дело в том, что в современной авиации скорость полета радикально (по меньшей мере на порядок) возросла, а подъемная сила растет не только с площадью крыла, но и со скоростью движения – так что для нынешних самолетов уже не нужно так много крыльев, хватает и двух.
106. О цвете неба
Почему небо голубое, а солнце на заре красное?
Варианты ответов
1. Солнце излучает свет, поэтому оно красное; небо поглощает свет, поэтому оно синее.
2. Потому что молекулы атмосферы сильнее рассеивают свет большей частоты (синий).
3. Просто такой цвет: у солнца красный, у неба голубой, у травы зеленый, у асфальта серый и т. п.
Правильный ответ: 2
Все дело, конечно, в воздухе. Если бы атмосферы не существовало, было бы как на Луне: небо – черное, а солнце – белое (каким оно, в сущности, и является). Но она есть, и это все меняет: воздух рассеивает свет, причем разный свет по-разному (закон Рэлея[14]): коротковолновый свет (воспринимаемый глазом как синий) рассеивается сильнее, чем длинноволновый (красный). Рассеянный коротковолновый свет окрашивает небо, при этом у солнца мы его отобрали, оставив преимущественно красный. Кстати, солнце в зените еще не такое красное, скорее желтое, а вот на заре – помидор помидором. Почему? Оставим вам этот вопрос в качестве несложного самостоятельного упражнения.
107. Загадка эскимосов
В иглу (доме эскимосов, сделанном из льда) для обогрева разводят костры. По идее, это должно приводить к сырости – лед тает, вокруг лужи, с потолка течет – но нет, в иглу всегда сухо. В чем секрет?
Варианты ответов
1. Слабый огонь – если развести костер посильнее, то воды будет полно.
2. Появляющаяся вода, как губкой, поглощается льдом.
3. Эскимосы регулярно протирают влажный лед.
Правильный ответ: 2
Как установили еще Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшиц[15], расплав (в нашем случае вода) полностью смачивает (значит, эффективно притягивается; вот ртуть, чтобы было понятно, ничего не смачивает) твердую фазу того же вещества (т. е. лед). А поскольку лед – довольно-таки пористое вещество, то оно успевает впитывать всю воду в эскимосском жилище. Конечно, у всего есть свои пределы: если поставить там тепловую пушку, рано или поздно стены иглу потекут, но тепла от костра и человеческих тел недостаточно, чтобы лед намок.
