Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 92 dotazů obsahujících »vakuu«
16) Sférická kuřata ve vakuu
06. 05. 2008
Dotaz: Farmář má kuřata, která nenesou vejce, zavolá si proto na pomoc fyzika. Po
pár dnech bádání přijde fyzik za farmářem a říka: "Našel jsem
řešení! Ale platí pouze pro sférická kuřata ve vakuu." Můžete mi
prosím vysvětlit, pro by měl být tento vtip vtipný? (pivrnec)
Odpověď: Většina fyzikálních situací je (mají-li být zkoumány důsledně a bez zjednodušování) velmi složitá a obtízně se s nimi pracuje. Ve fyzice proto velmi často zjednodušujeme situaci tak, že spoustu věcí zanedbáme, čímž myšlenkově vytvoříme podobnou, ale výrazně jednodušší situaci, s kterou už umíme počítat. Představte si třeba kouli - tu lze jednoduše popsat/vymezit v prostoru relativně jednoduchou nerovnicí (slovy by říkala to, že do koule patří všechno, co má od nějakého středu vzdálenost menší než daný poloměr). A teď si představte kuře. Dokážete nějak matematicky definovat, co to tako vé kuře je? Kde v prostoru začíná a kde končí? Inu velmi netriviální problém. Když bychom tedy chtěli s kuřady něco počítat, budeme se snažit situaci nějak zjednodušit. Buď z kuřete uděláme tzv. hmotný bod (když nás jenom zajímá, kde je, ale už nás nezajímá třeba, jak se otočí), tuhé těleso (když nás zajímá i to natočení, ale už ne deformace), ... častým zjednodušením ve složitější fyzice je pak tzv. sféricky symetrické těleso (typicky koule).
A proč ve vakuu? Nejjednodušeji se počítá, když nám ten výpočet nekazí žádné vlivy okolních těles, zkrátka když je okolonašeho předmětu zkoumání dokonalé nic... tedy vakuum.
Dotaz: Dobrý den. Pátrám na internetu po odpovědi na otázku, bohužel marně,
proč není v teploměru s lihem jako s teploměrnou látkou nad sloupcem lihu
vakuum (jako nad rtutí u rtuťového teploměru), nýbrž se vyplňuje plynem,
je-li teploměr určen pro měření vyšších teplot? Mohlo by to souviset s
jeho sytými či přehřátými parami? (Jan Zaruba)
Odpověď: Ani ve rtuťovém teploměru není nad rtutí dokonalé vakuum, alebrž jsou zde (ikdyž relativně řídké) rtuťové páry. Každá kapalina se bude při dostatečně nízkém tlaku (resp. dostatečně vysoké teplotě) vypařovat a "zaplňovat" případné volné místo, vakuum. U lihu by za vyšších teplot bylo velmi výrazné (teplota varu lihu při běžném tlaku je okolo 78°C), zvýšíme-li tedy tlak v trubici přidáním dalších plynů, zvýší se i teplota varu za takto zvýšeného tlaku a teploměr může být použitelní i pro vyšší teploty.
Dotaz: Dobrý den. Kdybychom udělali obrovskou neprůhlednou kouli a pak v ní vakuum.
Jaká by byla teplota někde v jejím středu? Děkuji (Miroslav Lukáč) (Miroslav Lukáč)
Odpověď: Pokud bude v kouli vakuum, má smysl mluvit o teplotě vakua - tedy o tom, jaká teplota se dá přisoudit elektromagnetickému záření v tomto vakuu (viz definice absolutně černého tělesa). Tato teplota bude po nějakém (tzv. relaxačním) čase prakticky tovna teplotě okolí. Při pokojové teplotě okolí lze tedy očekávat pokojovou teplotu.
Dotaz: Zajímalo by mě, jak se bude chovat těleso, které by bylo spuštěno volným pádem
na Severním pólu skrz hypotetický otvor provrtaný skrz Zemi s vyústěním na
Jižním pólu. Děkuji. (Martin Jirousek)
Odpověď: Za přepodladu, že by se Země v oné šachtě skrz Zemi bylo vakuum (abychom nemuseli složitě počítat s odporem vzduchu), padalo by těleso ke středu stále rychleji (rychlost by se zvětšovala ale čím dál méně, tj. zrychlení by klesalo), až by ve středu Země byla rychlost tělesa maximální (okolo 8 km za sekundu) a zrychlení nulové (gravitační zrychlení ve středu Země je nulové). Těleso má ale nějakou setrvačnost a tak by pokračovalo dále směrem k jižnímu pólu. Jeho rychlost by klesala (bylo by bržděno rostoucí gravitační silou) až (v ideálním případě) by se zastavilo u povrchu Země na jižním pólu. A okamžitě by zase začalo padat šachtou zpět...
V ideálním případě by se tedy těleso chovalo jako harmonický oscilátor a do nekonečna by kmitalo od pólu k pólu s periodou několik desítek minut.
Dotaz: Je všeobecně známo: Skafandr musí kosmonauta zásobovat kyslíkem, ochránit ho
před extrémně vysokými i nízkými teplotami a před radioaktivním zářením. Dotaz:
Proč ho musí chránit před extrémně vysokými i nízkými teplotami ? Ve vesmíru je
přece vakuum, a vesmír by se tedy měl chovat jako termoska, tj. nedovolit odvodu
nebo přísunu tepla z/do těla kosmonauta... (Kamil Balvar)
Odpověď: Je pravda, že vakuum neodvádí teplo tak intenzivně, jako třeba ledová voda, přesto i zde k tepelným ztrátám dochází. Obecně se teplo šíří vedením (zejména v pevných látkách, nejlépe krystalických), prouděním (v kapalinách a plynech) a sáláním. Ve vakuu se tedy proces ztráty tepla omezuje na sálání. Každé těleso sálá, a to tím víc, čím má vyšší teplotu (úměrně čtvrté mocnině své teploty). Nahý člověk (37 °C, povrch těla asi 1,5 m2) ve vesmíru by chladnul, ztrácel energii rychlostí až několik set J/s. S podobným tepelným výkonem září i každý z nás, zároveň však velkou část vyzářené energie kompenzuje tepelná energie, kterou na nás zase vyzařuje naše okolí (zahřáté oblečení a další i zdánlivě docela chladné předměty v našem okolí, stěny budov, podlaha, a další) a my ji příjímáme, absorbujeme. Díky tomu (jelikož jsme o něco teplejší než naše okolí, obečení, ...) ztrácíme spíše jen desítky či dokonce jednotky J/s a tuto energii tedy musíme doplněovat v podobě potravy.
