Zwei Aufgaben des Turniers "Shunt"

Zwei Aufgaben des Turniers „Shunt“

Anton Sorokin, Marina Pozolotina, Konstantin Kokhanov
"Quantic" №5, 2016

Taucherglocke

Am Boden des Gefäßes mit Wasser Spritzen ohne einen Kolben mit einem anderen Luftvolumen hinein setzen (siehe Foto). Welcher erscheint früher?

Es stellt sich heraus, dass die offensichtliche Antwort ist, dass derjenige, in dem mehr Luft ist, sich als falsch herausstellen kann!

Mach die Erfahrung. Entfernen Sie den Kolben von der Polymerspritze. Stecken Sie die Spritzenpatrone senkrecht in einen Wasserbehälter, wie auf dem Foto gezeigt, indem Sie den engen Auslass mit einem Finger verstopfen. Drücken Sie die Spritze fest auf den Boden des Gefäßes, entfernen Sie Ihren Finger und lassen Sie den Körper los, wenn Luftblasen die Spritze verlassen. Die Spritze wird am Boden des Gefäßes gehalten!

Die Spritze wird nur dann aufgehen, wenn nur noch sehr wenig Luft in der Spritze verbleibt.

Wie kann dieses Phänomen erklärt werden?

Der Hauptgrund dafür ist, dass Wasser anstelle der Abluft in die Spritze fließt. Der Wasserfluss durch den mikroskopischen Spalt zwischen dem Spritzenkörper und dem Glasboden zieht den Spritzenkörper an und drückt ihn nach unten! Es entsteht ein sogenannter Bernoulli-Effekt, durch den zum Beispiel Flugzeuge in den Himmel steigen – selbst sehr schwere Liner.Dieser Effekt führt dazu, dass bei großer Luftmenge in der Spritze (und intensivem Wassereintritt) kein Aufstieg stattfindet.

Heizung Thermometer

Versuchen Sie vorherzusagen, was mit den Anzeigen des Flüssigkeitsthermometers passieren wird (siehe Foto), wenn der Kegel mit getönter Flüssigkeit ein Stück Stoff umwickelt, der dann nass wird.

Es scheint, dass bei Verwendung von Wasser bei Raumtemperatur das Thermometer abnimmt. Wir sind daran gewöhnt, dass zB eine mit Wasser benetzte Hand sich kühl anfühlt, weil Energie für die Verdunstung von Wasser aufgewendet wird, weshalb eine Abkühlung stattfindet. Wird der Stoff jedoch schonend befeuchtet, können die Thermometerwerte ansteigen! (Siehe das Video mit der Aufgabe des Wettbewerbs.)

Um das Phänomen zu untersuchen, wickeln Sie die Thermometerflasche mit einem Stück Stoff ein, zum Beispiel aus einem alten Taschentuch. Dies sollte so gemacht werden, dass ein Teil des Gewebes vom Kegel hängt.

Tauchen Sie den hängenden Stoff in das Wasser (aber so, dass der Wasserspiegel unter dem Konus liegt). Die Flüssigkeit wird anfangen, den Stoff hinaufzuklettern.

Und so können Sie irgendwann sehen, dass die Thermometerwerte beginnen … zu wachsen! Der Temperaturanstieg dauert gewöhnlich ein bis zwei Minuten und beträgt 1-1,5 Grad.

Interessanterweise beginnt die Temperatur nach 2-3 Minuten schnell zu sinken, bis sie sich um 2-3 Grad (und sogar noch tiefer) unter der Anfangstemperatur des Trockenthermometers befindet.

Nicht weniger überraschend sind die Ergebnisse des Experiments, die auch ohne Wasser durchgeführt werden können: wenn eine Person die Ablesungen des Thermometers über das mit einem trockenen Tuch eingewickelte Thermometer für 5-7 Minuten genau beobachtet!

Wie erklärt man diese Ergebnisse?

Die Temperatur im ersten Experiment steigt an, weil während des Aufstiegs von Wasser durch den Stoff der Wasserdampf darüber steigt. Wasserdämpfe erreichen die Thermometerflaschen vor dem Wasser selbst und kondensieren (das ist der Name des Prozesses, der der Verdampfung entgegengesetzt ist) auf dem Gewebe, das in den Kolben passt. Dies wird von der Freisetzung von Wärme und Temperatur begleitet. Hier ist es angebracht, eine bekannte Tatsache aus dem Leben zu bringen: Wasserdampf über kochender Suppe, die unter dem nachlässig offenen Deckel entweicht, kann die Haut eines Kochs viel stärker verbrennen als das eigentliche kochende Wasser. Und genau das hat der Celsiusdampfungefährmehr Energie als Wasser bei der gleichen Temperatur (und für die Strenge die gleiche Masse).

Die Temperatur beginnt zu sinken, wenn das Wasser die Kegel erreicht.Jetzt wird das verdunstete Wasser die Wärme bereits "wegnehmen".

Auf der Grundlage des Vorhergehenden ist es möglich zu erraten, warum das Thermometer liest, worüber sich eine Person befindet: In der von einer Person ausgeatmeten Luft befindet sich Wasserdampf, der, wenn er kondensiert, Wärme auf den Stoff abgibt.

Künstler Julia Ismoilova


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