Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
524) Vrstvička vody pod bruslí
10. 10. 2006
Dotaz: Lyže a brusle: Dobrý den. Zaujala mě Vaše dnešní tabulka vlivu tlaku na tuhnutí
vody. Vyplývá z ní, že pro snížení teploty tuhnutí řádově ve stupních je potřeba
tlak v desítkách až stovkách MPa. Prosím proto o vysvětlení, na jakém principu
fungují lyže a brusle. Ve škole jsme se kdysi učili, že vlivem tlaku se pod
skluznicí přemění sníh na vodu a lyže tak vlastně kloužou po vrstvičce vody. Ale
tlak pod skluznicí nemůže stačit na tak výrazné snížení teploty tuhnutí. Prosím
o vysvětlení, děkuji (Ivan Novotný)
Odpověď: Máte pravdu, vrstvička vody mezi bruslí a ledem (stejně tak mezi lyží a sněhem) nevzniká kvůli tlaku, jak se mnoho lidí myslně domnívá. Jednak na povrchu ledu i za mrazu určitá (velmi nepatrná) vrstvička vody bývá sama o sobě, především však vzniká v důsledku tepla, jakožto následku smykového tření. Toho si lze všimnout zejména na lyžích - když se například na běžkách na chvíli zastavíte, může se vám stát, že ke sněhu přimrznete, na lyžích se vytvoří "sněhové bačkory". Jakmile se vám je ale podaří "utrhnout" a rozjedete se, lyže zase kloužou.
Dotaz: Dobrý den, mám takový zvláštní dotaz. Trošku se zajímám o "černé díry" a moc by
mě zajímalo co by se odehrávalo, kdybych vedle sebe postavil dvě černé díry o
stejné hmotě, stejné úhlové rychlosti a stejném náboji. Díky. Honza :) (Honza)
Odpověď: Vás dotaz je opravdu pěkný a z hlediska současného studia obecně teorie relativty také docela významný. Pokud byste "vedle sebe postavil dvě černé díry", tedy umístil je v nějaké vzajmene vzdálenosti do klidu, pak by se vlivem gravitačního působení k sobě začaly zrychlené pohybovat. Až by na sebe
radiálně narazily, vytvořila by se jedna větší černá díra (konkrétně: splynuly by jejich horizonty).
Podle obecné teorie relativity se ale při zrychleném pohybu nutně generují také gravitační vlny, takže najít přesné matematické řešení popisující takovouto situaci je složité. (Jen pro úplnost: kdyby hmotnosti a náboje obou černých der měly speciální hodnotu, mohla by se gravitační přitažlivost právě kompenzovat s elektrickým odpuzováním, takže by nastala rovnováha: oba objekty by setrvaly na svém místě i nadále v klidu. Tato rovnovahe by ale byla nestabilní, a tedy při sebemenší poruše by nastal zmíněný zrychlený pohyb.)
Zmiňujete se ale také o tom, že černé díry mají počáteční úhlovou rychlost. V takovém případě by černé díry obíhaly kolem sebe. I tehdy se generují gravitační vlny. Ty odnášejí vazbovou energii systému, takže objekty se k sobě začnou po spirále přibližovat. Nakonec se také srazí a oba černoděrové horizonty splynou. Výsledkem bude jedna větší černá díra. Také tento případ je obtížné přesně popsat, a tak se používají různé aproximační metody. Je to přitom velmi významná úloha, protože se předpokládá, že právě takovéto binární systémy jsou nejdůležitější zdrojem gravitačních vln, které by mohly být detekovány obřími interferometry LIGO, VIRGO nebo LISA.
Dotaz: Zdravím. Chci se zeptat, jaký vliv má na bod tuhnutí vody tlak? Konkrétně cca
4-5 bar, tj. jaký je bod tuhnutí při tomto tlaku?? J.Z. (Jarda Z.)
Odpověď: Tlak má vliv velmi malý (mnohem menší než na bod varu). Při desetinásobku
atmosférického tlaku je pokles bodu tuhnutí jen asi šest setin stupně
Celsia, jak je uvedeno v následující tabulce.
Závislost bodu tání/tuhnutí vody na tlaku
tlak (MPa)
teplota (°C)
0,1 (atmosférický tlak)
0,00
1
-0,06
2
-0,14
3
-0,21
4
-0,29
5
-0,36
10
-0,74
50
-4,02
100
-8,80
150
-14,40
200
-20,69
Zdroj: CRC Press. CRC Handbook of Chemistry and Physics. 82nd edition. CRC
Press, 2001. ISBN 08-4930-482-2.
Pro tlak 5 bar, tedy 0,5 MPa, v těchto tabulkách teplota tání/tuhnutí
uvedena není. Je ale zjevné, že pokles je v běžných případech zcela
zanedbatelný. Pokud by Vás přesto zajímal tlak právě při 0,5 MPa, ještě se
ozvěte, pokusíme se to dopátrat.
Dotaz: Zajímalo by mě, jaké vznikají teploty a tlaky při kavitaci kapaliny iniciované
ultrazvukem, a jak závisí na vstupních parametrech, včetně počáteční teploty,
tlaku a druhu kapaliny. Dá se to nějak spočítat? Mohla by kavitace pomoci v
pokusech o spuštění jaderné fůze? (Tomáš Vodička)
Odpověď: Kavitace (způsobené ultrazvukem v rozsahu 20-100 kHz) se využívá k čištění předmětů. Udává se, že ve velmi nepatrných objemech v okolí bublinek lze tak na kratičkou dobu lokálně dosáhnout teploty až několik tisíc stupňů Celsia a tlaku až několik stovek MPa. S vhodným modelem pro výpočty stavových veličin v takto dynamickém systému jsem se zatím nesetkal, lze však předpokládat, že by šlo o výpočty značně netriviální.
Pro iniciaci termojaderné fůze je potřeba ještě výrazně vyšších teplot (stovky miliónů °C), využití kavitace pro tyto účely se proto jeví jako neperspektivní.
Dotaz: Dobrý den! Chtěla bych se zeptat přoč příliv a odliv trvá právě 12 hodin a 25
minut.Děkuji moc Na shledanou (Tereza)
Odpověď: Příliv vzniká v důsledku tzv. slapových gravitačních sil působených Měsícem (a také trochu Sluncem, to ale pro jednoduchost nyní neuvažujme). Kdyby Měsíc "stál na místě", nastával by příliv vždy dvakrát za 24 hodin - jednou tehdy, když Měsíc prochází místním poledníkem (tzn. "je nejvýše na obloze") a podruhé když je přesně na opačné straně. Měsíc ale obíhá Zemi a tak nám na obloze jakoby trochu "utíká" (a rotace Země jej musí dohánět), což způsobuje právě ono zpoždění 25 minut mezi jednotlivými přílivy.
