Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 365 dotazů obsahujících »jev«
130) Vliv tlaku na tuhnutí vody
09. 10. 2006
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: Slysel jsem, že panelovy dum je jakasi Faradayova klec. Co to znamena pro
vnitrni podminky v dome, popr. pro jeho mikroklima a jaky vliv to ma na lidkse
zdravi? Predem dekuji za reakci (Ivan DRábek)
Odpověď: Pojem Faradayova klec se používá pro prostor (objem) uvnitř vodiče. Je-li vodič umístěn do elektrického pole, přeskupí se v něm (tedy přesněji na jeho povrchu, kde jsou volné náboje soustředěny) elektrické náboje tak, aby vnější elektrické pole co nejvíce vykompenzopvaly a uvnitř vodiče tak bylo výsledné elektrické pole nulové. Je to důsledek toho, že různé náboje se přitahují (a dostanou-li se blíže k sobě dojde k zeslabení celkového pole), zatímco stejné náboje se odpuzují a snaží se tedy co nejvíce rozprostřít a rozmístit co nejdále od sebe.
Panelový dům je postaven z betonových panelů, uvnitř kterých jsou betonem zality ocelové pruty (tedy vodiče), panely jsou navíc k sobě svařeny (vodivě spojeny). Do určité míry lze tedy i panelový dům považovat za vodič a místnosti uvnitř domu za Faradayovu klec, ikdyž rozhodně ne dokonalou (efekt takovéto Faradayovy klece mimo jiného výrazně snižuje přítomnost velkých "děr" - oken a dveří).
A co to pro nás znamená? Pro člověka a jeho zdraví to nepředstavuje žádné nebezpečí (spíše naopak, je díky tomu částečně odstíněn od některých elektromagnetických vlivů). Problémy to ale může znamenat pro elektroniku pracující s elektromagnetickými signály (televize, WiFi, mobilní telefony, ...), neboť tyto signály mohou být uvnitř domu zeslabeny.
Poznámka: Jev je pojmenován po anglickém fyzikovi Michaelu Faradayovi (1791-1867), který jej údajně pozoroval roku 1845. Michael Farady byl veliký experimentátor a učinil řadu důležitých objevů, a to přesto, že neměl žádné matematické vzdělání a ve svých přednáškách i odborných pracích nikdy nepoužil jediný vzorec.
Dotaz: Dobrý den chtěl bych vás poprosit jestli byste mi mohli napsat sondy
pojmennované podle slavných fyziků? (Martin)
Odpověď: Vesmírné sondy pojmenované po slavných fyzicích jsou:
Galileo
Americká planetární sonda, určená k průzkumu planety Jupiter a jeho měsíců. Sonda je pojmenována podle renezančního italského vědce a technika Galilea Galileiho (1564-1642), který jako první pozoroval čtyři největší měsíce Jupiteru.
Americká planetární sonda, určená k průzkumu planety Saturn, jejích prstenců a měsíců. Je pojmenována na počest italsko-francouzského astronoma Giovanna Domenica Cassiniho (1625–1712), který se nebývalou měrou zasloužil pro výzkum Saturnu a objevil čtyři jeho měsíce.
Západoevropská planetární sonda určená k průzkumu atmosféry a povrchu největšího Saturnova měsíce Titanu. Pojmenována na počest nizozemského astronoma, fyzika a matematika Christiaana Huygense (1629 – 1695), který v roce 1659 popsal skutečný tvar Saturnových prstenců.
A zmiňme ještě vesmírné dalekohledy (umístěné na oběžné dráze):
Hubbleův vesmírný dalekohled
(Hubble Space Telescope) je pojmenovaný po americkém astronomovi Edwinu Powellu Hubbleovi (1889-1953), který zjistil přímou úměrnost mezi rychlostí, s jakou se galaxie vzdalují, a jejich vzdáleností (tzv. Hubbleův zákon).
Observatoř (dalekohled) na oběžné dráze Země pracující s rentgenovou částí spektra. Observatoř je pojmenovaná po indickém astrofyzikovi Subrahmanyanovi Chandrasekharovi (1910-1995).
Dotaz: Podle teorie relativity se délka předmětu pohybujícího se vysokou rychlostí
zkracuje, šířka kolmá na směr pohybu přitom zůstává stejná. Představme si
obrovský rotující disk, nějaké maxicédéčko, jehož obvodová rychlost se bude
blížit rychlosti světla. Jak se dokáže jeho obvod zkrátit když se poloměr
nemění? (Ivan Novotný)
Odpověď: Z běžného života (ale také ze speciální teorie relativity aplikované na inerciální systémy) jsme zvyklí, že prostor je euklidovský, a tedy že platí klasické geometrické poučky ze základní a střední školy. Obvod kružnice je tedy 2πR, součet vnitřních úhlů trojúhelníka vždy 180° a podobně.
V případě rotujícího disku musíme jít hlouběji, než ke speciální relativitě v inerciálních systémech - rychle rotující disk totiž rozhodně není inerciální soustava, minimálně u jeho obvodu je značné dostředivé zrychlení. A toto zrychlení se u testovacích těles bude projevovat jako setrvačná síla.
Podle tzv. principu ekvivalence (ekvivalence setrvačné a gravitační hmotnosti, jednoho ze základních kamenů obecné relativity) lze lokálně zaměňovat gravitaci a setrvačnost. Rotující disk se tedy bude chovat stejně, jako by při jeho obvodu bylo silné gravitační pole, které deformuje prostor. Prostor pak není zcela euklidovský a neplatí tedy některé z geometrických pouček, na něž jsme zvyklí. Deformace prostoru gravitačním působením je v obecné teorii relativity popisována tzv. Einsteinovými rovnicemi gravitačního pole, což jsou nelineární parciální diferenciální rovnice druhého řádu (tedy laicky řečeno nic jednoduchého).
K neeuklidovské geometrii:
Jednoduchý příklad neeuklidovského prostoru (ikdyž jenom dvoudimenzionálního) je povrch koule. Vezměte si balón, nakreslete či naýsujte na něj trojúhelník a změřte jeho vnitřní úhly. Je-li trojúhelník dostatečně velký, zjistíte, že součet jeho vnitřních úhlů je více než 180°. Pokud bychom např. vzali glóbus, může to vypadat takto:
začínám na serverním pól a jdu rovně po nultém poledníku k rovníku
na rovníku zahnu o 90° doleva a jdu po rovníku
na devadesátém poledníku zahnu opět o 90° doleva a vracím se po tom poledníku na sever
k severnímu pólu dojdu po devadesátém poledníku, tedy pod úhlem 90° k výchozímu směru (nultý poledník)
Pokud nyní spočítáme úhly trojúhelníka, po jehož stranách jsme šli, napočítáme (3x90°=)270°, což je rozhodně více než 180°, které bychom (v případě euklidovské geometrie) očekávali.
Obdobně v neeuklidovské geometrii nemusí platit ani to, že obvod křužnice je 2πR. Např. vezmeme-li provázek dlouhý jednu čtvrtinu obvodu glóbu, jeden jeho konec přidržíme u severního pólu a druhým opíšeme kružnici, bude opsaná kružnice totožná s rovníkem. Délka provázku je zde vlasně poloměrem této kružnice v daném dvojrozměrném prostoru. A výpočtem se snadno presvědčíme, že poměr obvodu rovníku a délky provázku není 2π, ale je roven číslu 4.
