Материалы для подготовки к Колоску 2015

Материалы для подготовки к Колоску 2015

Щоб не загинути від перегріву в спеку, теплокровний організм терміново віддає воду, випаровуючи її через потовиділення, як у людей, або інтенсивне дихання, як у собак. Надлишкова енергія витрачається на випаровування води, а не нагрівання тіла.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Пір’я у водоплавних птахів не намокає. Це залежить насамперед від будови пір’яного покриву: щільно переплітаючись, пір’яні й пухові борідки утворюють густий шар з водовідштовхувальною зовнішньою поверхнею. Цьому сприяють також численні бульбашки повітря між шарами оперення.
Крім того, змащування пір’я виділеннями куприкової залози надає йому еластичності й таким чином допомагає зберігати структуру й форму, а отже, й водонепроникні властивості.
А товстий шар повітря, який утримується поміж пір’ям, захищає цих птахів від холоду (адже повітря погано проводить тепло) й зменшує глибину занурення тіла птаха, що збільшує його плавучість.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Водяна пара — це безбарвний невидимий газ. Випаровування – процес переходу рідини в газоподібний стан – відбувається за будь-якої температури (на відміну від кипіння, що відбувається за певної температури). Зворотний процес має назву „конденсація”.
Результатом випаровування і конденсації води в природі є хмари. Випаровуючись з поверхні водойм, ґрунту, рослин, вода конденсується в атмосфері, а потім випадає у вигляді снігу, дощу чи граду.
Рідина, залишена в блюдці, повністю випарується, тому що в будь-який час у ній є молекули, досить швидкі (з достатньою кінетичною енергією), щоб перебороти міжмолекулярні сили притягання на поверхні рідини і покинути її. Температура рідини, що випаровується, повинна знижуватися, тому що молекули, що її покидають, забирають кінетичну енергію. Швидкість випаровування зростає зі зростанням температури.
Випаровування води відбувається і за від’ємних температур з поверхні льоду. Випаровування з поверхні твердого тіла називають сублімацією.

------------------------------------------------------------------------------------------------------

Ми часом хвалимося своїми біцепсами. Ми дивуємося невтомному серцевому м’язу, який деколи працює понад сто років. Ми переказуємо „жахливчики” (правдиві!) про міцні щелепи деяких собак. А виявляється, у нас також найміцніші м’язи – жувальні.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Як відомо, предмети темних кольорів краще поглинають тепло, на відміну від світлих. Білий колір снігу відбиває сонячні промені, і він довго залишається лежати на землі в морозну погоду, радуючи око дітей та дорослих. Якщо температура повітря нижче нуля, то сонце тільки прикрашає сніг, але не знищує його.
А тепер уявімо брудний сніг. Сніг, на який потрапляє бруд від машин або пішоходів, набуває темного кольору і починає поглинати тепло, яке віддає йому сонце. Під його впливом такий сніг активно тане, перетворюючись на бруд, який всі так не люблять. Як бачимо, вся справа тільки в законах природи і фізичних властивостях, якими наділений сніг.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Краще зрозуміти принцип дії термометру тобі допоможе спроба створити його самостійно. Тобі знадобиться пляшка і ще декілька матеріалів: ножиці, пропіленова трубочка для напоїв, клей, вода і харчовий барвник.

У кришці пляшки (банки чи що опинилося під рукою) треба зробити ножицями отвір діаметром, що дорівнює діаметру трубочки, вставити її в кришку, приблизно на 5 см. Пляшку заздалегідь повністю заповнити підфарбованою водою. Решту отворів у кришці надійно залий клеєм, і саморобний термометр готовий.
Тепер за нагрівання рідини в пляшці вода буде підійматися. Ось тільки як дізнатися, на скільки градусів точно нагрілась рідина в пляшці? Для цього пляшку помісти в миску, заповнену кубиками льоду. Коли рівень води впаде до мінімуму, це і буде нульова позначка. Тепер треба відзначити точку кипіння і нанести відповідну мітку, а весь відтинок розділити на сто (за 100 °С вода кипить, а за 0 °С – замерзає).

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Шуба анітрохи не гріє. Це не жарт. Переконайся, здійснивши досліди.
1. Зауваж, скільки показує термометр, і закутай його в шубу. За кілька годин вийми. Ти переконаєшся, що він не нагрівся ні на чверть градуса. Ось і доказ, що шуба не гріє.
2. Візьми два пузиря з льодом; один закутай в шубу, інший залиши в кімнаті незакритим. Коли лід у другому пузирі розтане, розгорни шубу. Ти побачиш, що тут він майже і не починав танути. Отже, шуба не тільки не зігріла льоду, але й сповільнила його танення!
Отже, шуба справді не гріє, якщо під словом „гріти” розуміти передачу теплоти. Лампа гріє, пічка гріє, людське тіло гріє, тому що всі ці предмети є джерелами теплоти. Але шуба в цьому сенсі слова аніскільки не гріє. Вона свого тепла не дає, а тільки заважає теплоті нашого тіла йти від нього. Ось чому теплокровне тварина, тіло якої є джерелом тепла, буде почувати себе в шубі тепліше, ніж без неї. Але термометр не породжує власного тепла, і його температура не зміниться від того, що ми закутаємо його в шубу. Лід, обгорнутий в шубу, довше зберігає свою низьку температуру, тому що шуба – дуже поганий провідник тепла – уповільнює доступ до нього тепла ззовні, від кімнатного повітря. Отже, шуба тільки допомагає нам гріти самих себе. Правильніше було б сказати, що ми гріємо шубу, а не вона нас.
До речі і хутро, і вата, і пір’я, з яких виготовляють теплий одяг, добре зберігають тепло, адже містять прошарок повітря, яке погано його проводить.

-------------------------------------------------------------------------------------

Красива посмішка важлива для кожної людини. Вона допомагає легко спілкуватися, дає можливість відчувати свою привабливість, підвищує самооцінку. Зберегти здоров’я зубів допомагає емаль, яка надійно захищає зубні тканини від проникнення мікробів і бактерій. Поява тріщин на зубах має бути серйозним приводом для відвідин стоматолога. Сучасні методи лікування та матеріали дозволяють відновити цілісність емалі, що важливо для зубів.
Коефіцієнт теплового розширення дентину (1,14•10-5 1/К) та емалі (0,65•10-5 1/К) відрізняються майже у два рази. Між емаллю та дентином існує ідеальний механічний контакт.
За вживання дуже холодної або дуже гарячої їжі велика кількість теплоти переходить від емалі до дентину (або навпаки), а внаслідок різниці коефіцієнтів теплового розширення дентин має більше теплове розширення, ніж емаль, що знаходиться ззовні зуба. Це одна з причин виникнення тріщин на зубах.
Нерідко ушкодження емалі – це наслідок шкідливих звичок: бажання постійно гризти олівці, ручки, інші тверді предмети, регулярне стискання зубів, скрегіт. У таких випадках нерідко з’являються тріщини, які стають відкритими воротами для проникнення різних інфекцій, що руйнують зуби.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Вивчаємо заборонні та попереджувальні знаки:
1. токсична речовина або отрута;
2. їдка речовина;
3. окиснювач;
4. вибухонебезпечна речовина;
5. вдягни окуляри;
6. речовина легко спалахує, вогненебезпечна, горюча;
7. наявність радіоактивності;
8. висока напруга;
9. лазерне випромінювання;
10. не йонізуюче випромінювання (не лазерне).

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Не намагайтеся в морозний день торкнутися до металу язиком або губами! Слина, віддаючи тепло, перетвориться на лід і схопить язик і губи! Якщо кусок заліза масивний, мороз сильний, а у вас немає теплої води, щоб відразу ж полити і розплавити шар льоду, краще відразу відірватися, допоки язик не промерзнув вглиб. Буде боляче, ви, напевне, пошкодите язик і губи, але тільки поверхневі тканини. Згодом все заживе.
Якщо мороз слабкий, а кусок заліза під язиком маленький, можна спробувати звільнити язик, інтенсивно дихаючи через рот. Важливо зігріти метал. Коли температура металу зросте до 0 °C, лід розтане, і якщо не панікувати, можна звільнити язик без пошкоджень. Врешті, якщо кусок металу маленький, його можна зігріти руками або забрати з собою в тепле приміщення. Але не варто експериментувати! Це боляче і небезпечно.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Всі пристосування пустельних рослин виникли у боротьбі за воду. В пустельних умовах мати запас води для рослин є життєвою необхідністю. Оскільки вода здебільшого випаровується з поверхні листків, то позбувшись їх, пустельні рослини зменшують втрати води.
Наприклад листки в кактусів у процесі еволюції перетворилися на голки. Кактуси, що ростуть у пустелях, мають товсті м’ясисті зелені стовбури. В них незначна поверхня за великого об’єму, товсті, вкриті восковим нальотом покриви, які погано пропускають водяну пару, нечисленні, майже завжди закриті продихи. У зв’язку з цим навіть у сильну спеку кактуси випаровують мало води.
Багато рослин пустель (ковила, перекати-поле, верес) мають жорсткі шкірясті листки. За нестачі води листя скручується у трубочку, і продихи опиняються всередині. Часто листя рослин посушливих районів бувають вкриті густим шаром світлих волосків, що захищають рослину від перегріву і знижують інтенсивність випаровування.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Теплопровідність — це явище передачі внутрішньої енергії від однієї частини тіла до іншої або від одного тіла до іншого за їхнього безпосереднього контакту. Рукостискання не дарма називають теплим жестом, адже під час нього відбувається теплообмін за допомогою теплопровідності.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Кремінь – це мінерал, який складається з кристалічного і аморфного кремнезему (SiO2). Досить твердий. У давнину уламки кременю використовували для висікання вогню. Давня людина кремінь використовувала для виготовлення зброї та побутових предметів (наконечники стріл, ножі тощо). У Середньовіччі кремінь широко застосовували для отримання вогню шляхом висікання іскор на трут за допомогою двох шматків кременю, чи одного кременю і шматка іншого матеріалу (кремінь пірит, кремінь сталь). Пізніше використовували у збройній справі в кременевих замках рушниці. Зараз застосовують як порівняно недорогий камінь для інкрустацій і крупних вставок, а також як колекційний матеріал і як складову художніх виробів.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Аристотель (384–322 до н.е.) – давньогрецький вчений-енциклопедист, філософ, логік. На долю Аристотеля випала місія підвести підсумок досягнень учених і філософів античної Греції і, узагальнивши їх працю, передати наступним поколінням. Тільки такий геній був здатний виконати це титанічне завдання. Він був одним з найвизначніших енциклопедистів, відомих людству. Ним були закладені основи біології, фізики, етики, логіки, психології, соціології.

----------------------------------------------------------------------------------------

З точки зору фізіології одяг є формою теплового опору або ізоляції. Людина погано переносить теплу погоду у непроникному для повітря одязі (зі шкіри, з гуми), оскільки такий одяг перешкоджає випаровуванню. Піт не випаровується, а стікає зі шкіри. Таке потовиділення не сприяє тепловіддачі.
Зараз понад 50 % різних видів одягу виготовляють з синтетичних тканин або з домішками синтетичних волокон. Значному поширенню синтетичних тканин сприяє низка їх позитивних властивостей: механічна міцність, стійкість до витирання, впливу хімічних і біологічних чинників, антимікробні властивості, еластичність тощо.
Однак синтетичним тканинам властиві й суттєві недоліки. Одним із найбільших слід визнати їх надзвичайно низьку гігроскопічність. Унаслідок цього піт та інші виділення шкіри майже не вбираються у волокна синтетичної тканини, а скупчуються в повітряних порах, гальмуючи повітрообмін і погіршуючи теплоізоляційні властивості тканини. За високої температури навколишнього повітря створюються умови, що сприяють перегріванню, за низької температури – охолодженню.

Щоб зберегти температуру тіла постійною, тварина мусить або зменшити втрати тепла ефективним захистом, або збільшити виробництво тепла. Цього можна досягти у різний спосіб. Перш за все, важливий захисний покрив, чи то шерсть, пір’я, чи жировий шар. Захисна роль покривів тварин, а також одягу людини полягає в тому, що вони затримують конвекційні потоки, уповільнюють випаровування, ослаблюють чи зовсім припиняють випромінювання променів.
Захисна роль шерстяного покриву добре відома. Завдяки йому їздовий собака може, наприклад, спати на снігу за температури −50° С. З наближенням зими його хутро стає густішим і довшим. Не менш ефективне і пір’я. Пір’я і шерсть не просто пасивні оболонки. Розпушуючи їх, птахи і тварини створюють повітряну подушку з хорошими теплоізоляційними властивостями. Добре відома і захисна роль жиру. Незважаючи на те, що у китів, тюленів, моржів гола шкура, яка має товщину 2—3 мм, вони годинами плавають у крижаній воді. Під шкірою в них є товстий шар жиру, який добре втримує тепло. Жирові запаси імператорського пінгвіна сягають 10—15 кг за загальної маси 35 кг.
Температура лапи (чи плавця) тварини відрізняється від температури тіла. Вона дорівнює температурі середовища. Наприклад, температура тіла білої куріпки може перевищувати температуру її лап на 38 °С. Це дуже важливо. Адже якби лапи, які торкаються снігу, були теплі, то сніг під ними розтанув би і птах міг би примерзнути. Крім того, пониження температури кінцівок знижує тепловіддачу.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------

Термоудар (тепловий удар) – одноразова високошвидкісна (до 103 К / с) й неоднорідна зміна температури тіла. Зазвичай до термоудару відносять випадки швидкого нагріву, але термоударом є й різке охолодження. При термоударі, що викликається короткочасним швидкісним поверхневим нагріванням, руйнування у багатьох випадках відбувається не на стадії нагріву, а при наступному швидкісному охолодженні. Визначальний показник термоудару – швидка зміна температури і обумовлені цим деформації та напруження, що у підсумку приводить до руйнування (так, наприклад, руйнуються при термоударі крихкі матеріали з низькою теплопровідністю – вогнетриви, кераміка, скло та ін.).
Зі зміною температури маса тіла не змінюється, оскільки кількість атомів та молекул при цьому не міняється.
Зі зміною температури відбувається зміна лінійних розмірів та, як наслідок цього, об’єму тіла. Це так зване теплове розширення. Ця властивість характерна для всіх речовин. Коли речовина нагрівається, її частинки починають інтенсивніше рухатися, що приводить до збільшення середніх відстаней між ними.
Більшість тіл збільшують свій об'єм в результаті зростання температури, однак відомо декілька винятків. Найвідомішими прикладами відхилення від правила є вода, яка в діапазоні від 0 °C до 4 °C зменшує свій об'єм при зростанні температури або чистий кремній при температурах між −255 °C та −153 °C.

Розділ метрології, що вивчає властивості та методи вимірювання теплового розширення має назву дилатометрія, а прилад для визначення параметрів теплового розширення – дилатометр.
Ступінь розширення речовини віднесений до зміни температури називається коефіцієнтом теплового розширення, що в цілому залежить від температури.
Оскільки густина речовини визначається як відношення маси до об’єму (ρ=m/V), то ця фізична характеристика також залежить від температури тіла.
У таблицях густин різних тіл та значень питомих опорів завжди зазначено „за 20°С”, адже ці величини залежать від температури тіла.

----------------------------------------------------------------------------------------

Дерево – поганий теплопровідник. Тому в дерев’яному будинку взимку завжди тепліше, а влітку завжди прохолодніше, ніж в цегляному.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Здійсни дослід, який доводить, що вода – поганий провідник тепла. Нагріваючи верхній кінець пробірки з водою, ми довго не відчуємо підвищення температури води в нижньому кінці пробірки.
Теплопровідність повітря ще нижче, ніж теплопровідність води. Людина давно помітила цю особливість повітря і використовує її у побуті. На зиму, наприклад, у будинках вставляють подвійні рами зі склом і заклеюють щілини в рамах так, щоб і кімнатне, і вуличне повітря не проникали у простір між ними. Нагріваючись у поверхні скла, оберненого в бік кімнати, повітря погано передає теплоту в бік скла, яке знаходиться з боку вулиці, і таким чином зберігає тепло в приміщенні.
Переконайся на досліді у тому, що повітря – поганий теплопровідник. Візьми дві скляні банки місткістю 0,5 л. Одну постав на залізну суцільну підставку, іншу підвісь до лабораторного штатива. Обидві банки одночасно наповни гарячою водою однакової температури. Через 15-20 хв. поміряй температуру води в обох банках. У другій банці температура води буде вищою. Це доводить, що повітря – поганий провідник тепла. Під час досліду ми також переконалися, що залізо добре проводить тепло.

Дата добавления: 2015-09-29