Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
813) Maximální možná teplota
21. 01. 2004
Dotaz: Dobrý den! Moc by mě zajímala následující otázka, tedy spíše odpověď na ni.
Termodynamická teplota je definována jako rychlost pohybu částic, absolutní nula
je když pohyb částic ustane. Lze si však alespoň teoreticky představit maximální
teplotu, tedy situaci kdy se i nejtěžsí částice (neutrony?) pohybují rychlostí
světla a další zrychlování (ohřev) není možné? (Petr Lánský)
Odpověď: Ano i ne. Ale trošku to upřesníme. Termodynamickou teplotu lze
(také) definovat jako střední hodnotu kinetické energie částic. Ta ale
roste teoreticky neomezeně, protože i když rychlost částice má svůj
strop, kinetická energie pro vysoké rychlosti není 1/2 mv2, ale
celková energie - klidová energie, tedy mc2 - m0 c2, kde
m = m0 (1-beta)(-1/2)
(Zkuste si to rozvinout binomickou větou, a první člen je právě klasický
výraz 1/2 mv2.)
Pak ovšem roste teoreticky neomezeně i možná teplota.
Samozřejmě se teď nestaráme o to, jak bychom něco na extrémní teplotu
zahřáli nebo souvislostmi s "celkovou energií vesmíru" apod.
Ale abych Vás potěšil: pojem teploty lze zavést i pro jiné systémy, kde
energie má svou největší i nejmenší mez: třeba magnetické systémy -
stojící částice s magnetickým momentem ve vnějším magnetickém poli.
Nejmenší energie je tehdy, když všechny částice stojí ve směru pole,
největší tehdy, když všechny jsou proti směru pole. Teplotu (tedy
veličinu, kterou musí mít dva systémy stejnou, aby byly navzájem v
rovnováze) můžeme definovat přes souvislost pravděpodobnosti celého
systému (entropie) s energií. Ukazuje se pak, že při nejmenší energii je
teplota nulová. Stavu, kdy je průměrně stejně počet částic po i proti
směru pole, přísluší nekonečná teplota. (A už ji máte!). Stavy, kde jsou
částice převážně orientovány proti poli, odpovídají záporné teplotě -
která je tedy vyšščí, než libovolná kladná. Nejvyšší teplota vůbec pak
odpovídá maximální energii, a je to "záporná nula". Pořadí teplot tedy je
0, 1, 2,...,10 ..., 1000, ..., nekonečno, ... -1000, ... -10, ... -0
Toto má uplatnění při studiu systémů spinů.
Dotaz: Byl mi nabídnut ke koupi tzv."přístroj", který má rušit nebo zcela pohlcovat
elektromag. vlnění, které vzniká u PC, při telefonování ap. Jedná se o zlacenou
minci, která se nosí u sebe asi 1 hod. a pak pro "vybití" této škodlivé energie
se dává do zvláštního stojánku, který má tuto minci opět vybít a vyčistit během
13 min. Název výrobku je Eat Wave2. Stojí okolo 1.000,- kč. Můj dotaz je: Je to
opravdu tak, jak výrobce uvádí a má to ten efekt,chrání osobu před zářením -
nebo je to jen obchodnický trik, jak vytáhnout z lidí peníze? Sedím u PC téměř
celou pracovní dobu a tak bych měl zájem, pokud to opravdu chrání. Děkuji za
odpověď. (Jan Melka)
Odpověď: Podle mého nejlepšího vědomí a svědomí je to právě ten zmíněný pokus Vás
oblbnout a vnutit Vám něco neprosto nefunkčního s odkazem na potenciální
rizika světa kolem nás. S obchodníky, kteří něco podobného prodávají, ale
obvykle není možné nijak diskutovat, jejich argumenty budou většinou
líbivé a nedokazatelné. Mohl byste například argumentovat tak, že má-li
ona mince odsát vlny z okolí, mělo by v její přítomnosti přestat hrát
rádio, mobil by měl přestat fungovat (při přiblížení na desítky
centimetrů, neboť vaše tělo je při telefonování vzdálené desítky
centimetrů od mobilů), na displeji by měl být vidět pokles síly signálu.
Tak byste to mohl "vyzkoušet" přímo před prodejcem. ALE když to
reálně zkusíte, bude strkat minci těsně k mobilu (blízký kovový předmět anténu
ovlivnit může), nebo vás bude přesvědčovat, že mince odchytá
"škodlivé" vlny a nezachytí "užitečné", pomocí kterých telefonem mluvíme. Tím
chci říci, že diskuse s prodejcem je vcelku zbytečná. Stačí striktně odmítnout.
Je tu ale ještě jedna stránka věci. Pokud uvěříte, že mince Vás chrání
před nebezpečími světa, tak ať je uvnitř cokoli, byť naprosto nefunkční,
může Vám to pomoci ke klidu, neboť Vaše duše si bude říkat, že udělala
všechno pro to, aby potenciální nebezpečí světa kolem nás zažehnala.
(Navíc stálo to tisícovku, tak na tom něco musí být!!!). V takové víře
bych vám nechtěl bránit.
Dotaz: Jak je možno vypočítat váhu sněhu
(prašan, mokrý, těžký, umrzlý) pokrývajícího plochu 1 m2 do výšky 1 m ( 1m3)? (petra helešicová)
Odpověď: Objem 1 m3 obsahuje 1000 dm3, tedy 1000 l. Protože každý druh sněhu má určitě jinou hustotu, navrhuji, abyste si vzala obyčejnou kuchyňskou odměrku nebo hrnec o známém objemu a naplnila jej venku sněhem. Snažte se sníh neudusávat a vyplnit přitom co nejlépe celý objem nádoby. Pak nechte sníh roztát a uvidíte, kolik vody z něj vzniklo. Protože 1 l vody váží 1 kg, můžete nyní trojčlenkou dopočítat, kolik bude vážit 1 m3 sněhu. Nebo můžete zvážit tutéž nádobu prázdnou, a pak naplněnou a získáte hmotnost sněhu přímo. K dopočítání hmotnosti 1m3 vám opět pomůže trojčlenka.
Na stránce http://www.campsport.net/laviny.htm se můžete dozvědět, že hustota sněhu na horách se pohybuje v rozmezí 30-600 kg/m3 (např.30 kg/m3 = nový sníh t.j. 97% vzduchu, 3% sněhu. Vlivem sesedání sněhu pak může hustota sněhu vzrůst až na poloviční hodnotu hustoty vody).
816) Chaotické řešení diferenciální rovnice popisující volný pád
20. 01. 2004
Dotaz: Dobrý den! Mám tento dotaz: uvažuji těleso padající volným pádem v gravitačním
poli s nějakým "g" a nějakým odporem prostředí "n". Diferenciální rovnice
popisující pohyb tělesa je kvadratická. Nevíte náhodou, jestli lze namixovat "g"
a "n" tak, aby řešení analogické diferenční rovnice vedlo k chaotickému řešení?
Děkuji (Milan)
Odpověď: Je-li urychlující síla (čili g) konstantní a odporová síla (neboli
n) závisí na rychlosti tak, že vždy brzí a to tím silněji, čím je
větší rychlost, pak řešení chaotické být nemůže – pro libovolné
počáteční podmínky se pohyb ustálí na rychlosti, při které je odporová
síla rovna síle urychlující.
Lze ovšem uvažovat jiné předpoklady. Např. pokud úplně vynecháme odpor a
budeme uvažovat g závislé na poloze a na čase, systém se chaoticky
chovat může – známý je třeba případ pulsující potenciálové jámy.
Chaotické chování by patrně systém mohl vykazovat i pro g závislé
pouze na poloze a n pouze na rychlosti, nicméně nepodařilo se mi
zkonstruovat žádný názorný příklad. Pokud upřesníte vlastnosti systému, ve
kterém chcete chaos pozorovat, pokusím se dát konkrétnější odpověď.
Dotaz: Zajímala by mně odpověď na následující otázku: kovová trubice je naplněna rtutí,
a mechanicky ucpána zátkami. Ve rtuti je el. spirála, příp. jiný zdroj
tepla. Trubice je ponořena ve vodě. Při průtoku proudu dojde k zahřátí rtuti a tím jejímu roztažení.Zajímalo by mne, zda je voda schopna odvést vzniklé teplo, nebo dojde k mechanické destrukci trubice. Za odpověď na tento, možná kostrbatý
dotaz, předem děkuji. (Luboš)
Odpověď: Tak jak je to popsáno, došlo by ke zkratu, protože rtuť je dobrý
vodič elektrického proudu. Pokud by byla topná spirála v nevodivém
pouzdře a zahřívaná rtuť byla ve skleněném pouzdře (špatném
vodiči tepla s malou tepelnou roztažností), sklo by prasklo. Pokud by
rtuť byla v pouzdru dobře tepelně vodivém, voda by to stačila chladit
a navíc i pouzdro by se teplem poněkud roztáhlo.
Stručně řečeno, výsledek bude záviset na tom, z čeho bude futrál.
