Теплові явища
1. Розглядаючи в мікроскоп краплину крові, ми бачимо на тлі прозорої рідини червоні кров'яні тільця. Вони не залишаються в спокої, а весь час безладно рухаються. Ось як пояснити це явище?
Рух червоних кров'яних тілець пояснюється броунівським рухом. 2. На якому фізичному явищі засновуємо засолка помідорів, огірків, капусти та інших овочів? Засолка помідорів, огірків, капусти заснована на дифузії солі в ці овочі.
3. Чому солоний оселедець, після того як його поклали на деякий час у воду, робиться менш солоним? Внаслідок дифузії частина солі переходить з оселедця у воду.
4. Чому аромат квітів ми відчуваємо на відстані?
У квітах містяться ароматичні речовини, молекули яких дифундують в повітря.
5. Яка нормальна температура тіла людини і домашніх тварин?
Температура тіла здорової людини 36,6 °С. Незалежно від кліматичних умов і місця проживання температура тіла здорових тварин і птахів повинна бути наступна: коні - 38 °С, корови - 38,5-39,5 °С, курки та індички - 41 °С, качки і гуся - 41,5 °С.
6. Якщо у сонячний весняний день вийти у поле і подивитися уздовж поверхні зораної ділянки землі, то всі предмети за нею нам здаватимуться що хитаються. Поясніть чому.
У весняний день від зораної землі, зігрітої сонцем, безперервно піднімаються струмки теплого повітря. Вони і змінюють напрямок сонячних променів, відбитих різними предметами.
7. Якщо у сонячний літній день виміряти температуру голого ґрунту і того, що перебуває неподалік, але покритого рослинами, то виявиться, що голий грунт нагрітий сильніше. Але якщо ж у цих місцях виміряти температуру грунту вночі, то, навпаки, грунт під рослинами буде мати більш високу температуру, ніж голий. Поясніть чому.
Рослини затримують значну частину сонячних променів, тому ґрунт під ними вдень нагрівається менше, ніж голий грунт. Вночі, коли температура повітря істотно знижується, рослини захищають землю від інтенсивного випромінювання і вона охолоджується не так сильно, як гола.
8. Чому качки в сильний мороз охоче лізуть у воду?
Температура води в сильний мороз значно вище температури навколишнього повітря, тому у воді птах буде охолоджуватися менше, ніж на повітрі.
9. Чи знижується температура тіла ведмедя під час зимової сплячки? .
Так, тому що його дихання і циркуляція крові майже припиняються.
10. Чи відчуває риба тепло і холод?
На це питання відповіли самі риби. Був поставлений такий досвід. В акваріумі, де мешкало кілька золотих рибок, встановили важіль. Варто натиснути на нього, як в акваріум протягом однієї секунди текла цівка холодної води, що знижує температуру приблизно на 0,3 °С. Після того як рибок ознайомили зі значенням цього важеля і трохи потренували, вони почали просувати свої голови через отвір в плексигласовій перегородці, діставати до важеля і натискати на нього, як тільки вода нагрівалася до 33 °С. Окремі золоті рибки відрізнялися від інших: натискаючи на важіль, вони підтримували температуру свого водного світу між 35 і 38 °С, тобто на рівні набагато більш низькому, ніж 41 °С - температурі, при якій вони швидко гинули. Натреновані рибки, випущені у воду при 41 °С, починали несамовито працювати, рятуючи себе від теплової смерті. Вони безперервно натискали на важіль до тих пір, поки температура навколишнього середовища не падала до 35-38 °С. Вочевидь, холоднокровній рибі потрібно лише одне - зробити життєві умови придатними для себе: у неї є власний внутрішній термометр.
11. Чому в холодних приміщеннях у нас мерзнуть насамперед ноги?
Холодне повітря більш важке і тому завжди знаходиться біля підлоги.
12. Ящірки і деякі інші дрібні тварини, що живуть у пустелях, в самий жаркий час дня часто забираються на верхівки чагарників. Чому?
У жаркий час дня пісок в пустелях так сильно нагрівається, що навіть на висоті п'яти сантиметрів від його поверхні температура нижча на кілька градусів.
13. Чому сади не рекомендується вирощувати в низинах?
У низькі місця при заморозках стікає найбільш важке, холодне повітря.
14. Взимку на сильному вітрі нам набагато холодніше, ніж у затишші. Чи буде при цьому різниця в показаннях температур? .
І на вітрі і у затишші покази термометра будуть однакові, так як температура повітря одна і та ж, але людині тепліше у затишші тому, що шар повітря, що прилягає безпосередньо до нашого тіла, нагрівається його теплом і оберігає від подальшого охолодження. При вітрі ж такий шар утриматися не може і холодне повітря весь час обтікає шкіру, сильно охолоджуючи її.
15. Навіть у тиху погоду, коли вітер не ворушить листя, осика не залишається в спокої. Її листочки весь час тремтять. Чому?
Навіть у саму тиху погоду над землею рухаються вертикальні потоки повітря. Теплі струменя піднімаються вгору, холодні опускаються. Листя осики, що мають довгі тонкі черешки, чутливі до найнезначнішим переміщення повітря.
16. У вірші А. С. Пушкіна «Кавказ» є такі слова: «Орел, з віддаленої піднявшись вершини, парить нерухомо нарівні зі мною». Поясніть, чому орли, яструби, шуліки і інші великі птахи, що літають високо в небі, можуть триматися на одній висоті, не змахуючи при цьому крилами.
Нагріте біля землі повітря піднімається на значну висоту. Ці теплі потоки повітря вдаряються знизу в розпростерті крила птаха і підтримують його.
17. Яким чином кити, моржі, тюлені, які живуть у воді з вічно плаваючими льодами, постійно зберігають високу температуру тіла (38-40 °С) ? У цих тварин існує підшкірний жировий шар, який перешкоджає швидкій втраті тепла (жир, як відомо, належить до поганих провідників тепла).
18. Чому північні олені не замерзають навіть у великий мороз? Що захищає їх від холоду?
Виявляється, у оленя надувна шерсть, пустотілі шерстинки наповнені повітрям. Оскільки повітря погано проводить тепло, то така шерсть добре захищає оленя від холоду.
19. Чому качки та інші водоплавні птахи можуть довгий час знаходитися в холодній воді і при цьому не переохолоджуються?
Груди і живіт, тобто частини тіла, які бувають занурені у воду, вкриті у качки густим пухом, який зверху щільно прикритий пір'ям, що захищають пух від води.
Завдяки пуховому покрову тіло качки оточене шаром теплого повітря і не контактує безпосередньо з холодною водою. Збереження тепла допомагає також підшкірний шар жиру, який у водоплавних птахів розвинений сильніше, ніж у сухопутних.
20. Як гріються в мороз дикі качки?
Качки пірнають в ополонку на дно водойми. Там температура води тримається близько +4°С.
21. Яке призначення коркового шару на стовбурах багаторічних дерев? .
Корковий шар захищає такі рослина від інтенсивного випаровування та різкого коливання температури.
22. Чому дрібні організми потребують більш досконалою захисту від втрати тепла, ніж великі?
Втрата тепла відбувається завжди з поверхні. Запас тепла в тілі пропорційний обсягом тіла* При зменшенні розмірів тіла поверхня убуває повільніше, ніж обсяг, тому малі організми менш «економічно» зберігають тепло, ніж великі.
23. З якою метою кущі малини в північ районах пригинають на зиму до землі?
Сніговий покрив охороняє малину від вимерзання.
24. Чим можна пояснити, що деякі види птахів (тетерева, глухарі, рябчики, куріпки та ін.) зариваються в снігові замети і там проводять іноді по кілька діб? .
Сніг є поганим провідником тепла, тому сніговий покрив під час великих морозів і заметілі захищає птахів від замерзання.
25. Чому у полярних лисиць вуха значно менші, ніж у лисиць, що живуть в помірному кліматі?
Пояснюється це тим, що вуха у лисиць є органами, що відводять тепло від тіла тварини. Так як на півночі необхідно зменшити тепловіддачу, то в процесі біологічного відбору найбільш пристосувалися до життя в умовах Крайньої Півночі лисиці з меншими вухами.
26. З якою метою насіння озимої пшениці заорюють в грунт трохи глибше, ніж насіння ярої пшениці?
Щоб насіння не вимерзло.
27. Що завдає шкоди рослинам, особливо злаковим: рясний сніг або безсніжна зима?
У безсніжну зиму рослини можуть вимерзнути. Сніговий покрив погано проводить тепло і тому сприяє підтримці більш високої температури в ґрунті.
28. Чому небезпечна для рослин ожеледиця?
Лід порівняно зі снігом приблизно в 20 разів краще проводить тепло, тому під крижаною кіркою рослини вимерзає.
29. Чому іноді в сніжні зими озимі посіви випрівають?
Для сприятливої зимівлі озимих посівів достатній шар рихлого сніжного покриву заввишки 30-40 см. Шар товще 50 см може опинитися в деяких випадках шкідливим для рослин. Це буває тоді, коли рано випадає сніг і земля залишається слабо промерзлою. Потужний же сніговий покрив погано передає тепло. В результаті створюється висока температура, яка може бути згубною для рослин.
30 Під час сильних морозів птахи нахохлюються .Чому при цьому вони легше переносять холод?
Коли птахи нахохлюються, шар повітря між пір'ям збільшується і внаслідок поганої теплопровідності затримує віддачу тепла тілом птиці в навколишній простір.
31. Чому тварини, що живуть у холодних країнах, мають більш густий волосяний покрив, ніж тварини, що живуть у спекотних країнах? .
Більш густий волосяний покрив тварин зменшує віддачу тепла в навколишній простір, що особливо важливо в умовах Крайньої Півночі.
32. У сильний мороз птахи частіше замерзають на льоту, ніж сидячи на місці. Чим це можна пояснити?
При польоті оперення птахів стисле і містить мало повітря, а внаслідок швидкого руху в холодному повітрі відбувається посилена віддача тепла в навколишній простір. Ця втрата тепла буває настільки великою, що птах на льоту замерзає.
33. Для яких рослин найбільш небезпечні весняні заморозки: для висаджених на темних грунтах чи на світлих? Весняні заморозки найбільш небезпечні для рослин, висаджених на темних грунтах, оскільки теплове випромінювання у них більше, ніж у світлих, і, отже, вони більше охолоджуються.
34. Чому очі людини не відчувають холоду?
Ми відчуваємо холод не всієї шкірою, а тільки окремими її точками, в яких є чутливі до холоду закінчення нервів. Очі таких точок не мають. 35. Під час спеки відбувається почервоніння обличчя. Чим це викликано? Під час спеки відбувається інтенсивна віддача тепла організмом людини через шкіру в навколишнє повітря. Тепло від внутрішніх органів до шкіри переноситься з потоками крові. Очевидно, що людина тим більше втратить тепла, чим більше його буде перенесено кров'ю до шкіри. У жарку погоду кровоносні судини шкіри сильно розширюються і через них проходить набагато більше крові, ніж зазвичай. Людина має багато поверхневих кровоносних судин. Від збільшення притоку крові до шкіри і відбувається почервоніння обличчя.
36. Чому, коли людині холодно, вона починає мимоволі тремтіти?
Тремтіння - одна з форм захисту організму від холоду. При тремтінні відбуваються скорочення м'язів. Робота м'язів перетворюється в організмі в тепло
37. Чому в холодну погоду багато тварин сплять, згорнувшись у клубок?
Згорнувшись, тварини значно зменшують зовнішню поверхню тіла, що веде до зменшення віддачі тепла.
38. Чому на морозі спітнілого від роботи коня покривають ковдрою або шубою?
Спітнілий кінь втрачає багато тепла на випаровування, і це може призвести до простудних захворювань.
39. Чим пояснити, що при настанні засухи листя багатьох рослин скручуються?
У листі є багато устячок з нижньої сторони. Щоб зменшити випаровування вологи, листя скручується. Нижня сторона його слабкіше нагрівається сонцем, а отже, і менш випаровує вологу.
40. Листя більшості рослин пустелі вкриті густими сріблястими волосками (полин ,піщана акація та ін.). Як це впливає на швидкість випаровування води рослинами?
Волоски на листках рослин перешкоджають руху повітря поблизу поверхні листя. Цим вони утримують пари, що утворилися і сприяють уповільненню випаровування вологи з поверхні листя.
41. Чому у багатьох рослин пустелі замість листя колючки або шипи ?
Колючки і шипи, допомагають цим рослинам більш економно витрачати вологу, оскільки вони нагріваються сонцем менше, ніж нагрівалося б листя, і, отже, випаровують набагато менше води.
42. Чому навіть у похмурі, але не дощові дні скошена трава, на лузі, висихає швидше ніж скошена трава, в лісі?
. У лісі вітер розбивається деревами на окремі потоки і значною мірою втрачає свою силу. Тому навіть у похмурий день випаровування вологи там відбувається менш інтенсивно, ніж на лузі, і трава в лісі сохне повільніше.
43. Чому в лазні нам здається жаркіше, ніж в кімнаті, де повітря нагріте до такої ж температури?
У лазні вологість повітря значно більше, ніж у кімнаті, тому інтенсивність випаровування поту зменшується і людина сильніше відчуває підвищену температуру.
44. Для чого розрізають на частини картоплю, яблука та інші овочі і фрукти, призначені для сушіння?
Площа випаровування збільшується, і сушіння йде швидше.
45. Чому яблуко, коли печеться, часто лопається?
Яблуко лопається головним чином тому, що сік, який виділяється з нього перетворюється в пару, що розриває шкірку.
46. Як відомо, після дощу квіти починають пахнути сильніше. Чим це пояснюється?
Запах квітів залежить від випаровування пахучих ефірних масел, що утворюються в нектарниках квітів. Під час дощу крапельки води потрапляють в чашечки квітів, а звідти скочуються в нектарник. Після дощу, особливо коли виглядає сонце, ця суміш починає випаровуватися більш інтенсивно, ніж випаровувалися б безводні ефірні масла, і в повітрі з'являється більше пахучих парів - запах квітів посилюється.
47. Чому свіжозрубане дерево менше тріщить у вогні, ніж сухе?
Тому що його пори наповнені соком і містять менше повітря.
48. Чому ялинові дерева тріщать у вогні сильніше інших деревних порід?
Тому що пори ялин порівняно великі і містять багато повітря.
49. Якщо навіть в спекотний день зірвати з дерева лист, що перебуває під променями сонця і прикласти його до щоки, то можна відчути, що він охолоджує лице. Чому?
Вода, що піднімається по капілярах дерева до листя, особливо сильно випаровується через їх устячка. Як відомо, процес випаровування води йде з поглинанням тепла, тому поверхня листа і буває прохолодною.
50. Чому огірок завжди на 1-2 °С холодніше навколишнього середовища?
Огірок на 98 % складається з води. Безперервне випаровування води охолоджує огірок.
51. У прогумованою одязі спека переноситься важче. Чому?
Прогумований одяг перешкоджає випаровуванню з поверхні тіла, внаслідок цього організм перегрівається і спека переноситься значно важче.
52. У спекотний літній день пір’яний покрив птахів стає скуйовдженим. Поясніть чому.
У птахів, на відміну від інших теплокровних організмів, відсутній важливий в жаркий час процес випаровування з поверхні тіла, так як вони мають суху шкіру і щільний пір’яний покрив. Але зате є інше пристосування, що допомагає переносити спеку: птахи змінюють нахил свого оперення залежно від ступеня нагрівання сонячними променями. У жаркий час пір’яний покрив птиці стає скуйовдженим, що захищає її від перегріву.
53. Чому спортивна майка робиться найчастіше із трикотажу?
Завдяки своїй структурі трикотаж добре розтягується, тому трикотажна майка щільно облягає тіло людини. А так як під час фізкультурних вправ посилюється теплообмін та спортсмен піддається дії різких коливань температури, то трикотаж, будучи гігроскопічним, вбирає піт і як би регулює випаровування, не допускаючи переохолодження і перегріву тіла.
54. Після боронування грунту випаровування вологи з нього значно зменшується. Чим це пояснюється?
Після боронування капіляри ґрунту руйнуються і випаровування вологи значно зменшується.
55. Чому нам жарко вже при температурі +25 °С, хоча в цей час повітря значно холодніше нашого тіла?
При такій температурі повітря зменшується перепад температур між тілом і навколишнім середовищем. В результаті тіло віддає меншу кількість теплоти і це викликає відчуття спеки.
56. Коли краще зрізати листя салату, щоб вони були більш соковитими: рано вранці або ввечері після спекотного дня? .
Щоб листя салату були більш соковитими, необхідно зрізати їх вранці. Увечері після спекотного дня частина соків з листя випаровується.
57. Чому у сильну спеку собака висовує язика?
Випаровування поту з тіла тварини сприяє теплообміну, але потові залози у собаки розташовані тільки на подушечки пальців, тому, щоб збільшити охолодження організму в жаркий день, собака широко відкриває рот і висовує язика. Випаровування слини з поверхні рота і язика знижує температуру тіла.
58. Чому в спеку людина покривається потім?
Потіння в спеку - це здатність організму боротися з перегрівом. Виділяється залозами піт випаровується з поверхні тіла і таким чином охолоджує його.
59. Якщо каштани покласти на гарячі вугілля, то вони розколюються з сильним тріском. Поясніть чому. Повітря, що перебуває під оболонкою каштана, від нагрівання розширюється і з тріском розриває її.
60. Чому удар блискавки часто розщеплює дерево?
При ударі блискавки волога, що знаходиться в клітинах дерева, миттєво закипає і пар розриває стовбур дерева.
61. Пізньої восени можна спостерігати таке явище. Випав сніг. Пройшов день, інший - настав потепління, сніг розтанув. Але незважаючи на те, що був мороз в 1-2 градуси, багато рослини залишилися зеленими. Як їм вдалося встояти?
Адже вони на 80 % складаються з води. Соки рослин являють собою водні розчини різних солей, які замерзають при більш низьких температурах, ніж 0 °С.
62. Чому в сильні морози дерева тріщать? Соки, що містяться в дереві, при замерзанні збільшуються в обсязі і з тріском розривають волокна рослини.
63. Навесні деякі рослини можуть загинути навіть за порівняно невеликих заморозків, а між тим ці ж рослини взимку переносять сильні морози. Чому?
До зими рослини видаляють зайву вологу з гілок і стовбура, концентрація їх соків збільшується. Це і захищає рослини від замерзання. Навесні волога, жадібно всмоктується рослинами з землі, розріджує соки настільки, що навіть від невеликого морозу рослини можуть загинути.
64. З легенів людини і тварин разом з повітрям, що видихається завжди видихаються водяні пари. Чому ж ми бачимо це тільки в холодну пору року?
У холодну пору року відбувається конденсація водяної пари, яку видихають. Утворені при цьому дрібні крапельки значно розсіюють світлові промені і стають видимими.
65. Чому у людини волосся, вії, в морозний день покриваються інеєм?
Пари, що видихаються,, стикаючись з холодними предметами, конденсуються на них.
66. Зуби людини складаються з твердої речовини - дентину, а поверхня їх покрита шаром більш твердої, але тендітною емалі. Чому зуби псуються, якщо після гарячої їжі приймати холодну і навпаки?
При різких змінах температури за рахунок неоднакових коефіцієнтів термічного розширення дентину і емалі в зубі виникають великі внутрішні напруги, які поступово руйнують його.
67. Чи Правильно твердження, що після бані ноги людини значно збільшуються в об'ємі, а тому на них важко одягти черевики?
Ні, неправильно. По-перше, після лазні температура людського тіла майже не змінюється. По-друге, коефіцієнт розширення тіла не перевищує однієї десятитисячної. Тому зміною обсягу ніг при зміні їх температури на один-два градуси можна знехтувати. Черевики важко одягти після лазні внаслідок припливу крові до ніг, вологій поверхні шкіри та інших явищ, які не мають нічого спільного з тепловим розширенням.
68. Чому салат солять безпосередньо перед вживанням?
Якщо мокрі листя салату посолити заздалегідь, то концентрація солі всередині і поза листям буде різною. З-за різниці осмотичних тисків розчин солі як би відсмоктує соки з салату. Внаслідок цього листя в'януть, салат стає несмачним.
69. Помічено, що каракатиці можуть підніматися з великих глибин вгору, не працюючи м'язами. За рахунок чого виникає підйомна сила?
Підйомна сила каракатиці створюється особливим гідростатичним апаратом, що представляє собою тверду порожнину з отвором, затягнутим напівпроникною перегородкою. Якщо в порожнині велика концентрація солей, то молекули води будуть проникати всередину порожнини, збільшуючи тим самим вагу каракатиці. Якщо концентрація солей мала, то молекули води починають переміщатися зсередини назовні, тому вага каракатиці зменшується і виникає підйомна сила.
Змінюючи концентрацію солей, тварина може варіювати глибину занурення свого тіла.
70. Чому навіть після сильного дощу пелюстки троянди завжди залишаються сухими?
Пелюстки троянди містять маслянисту речовину, завдяки якій вони не змочується водою.
71. Чому роса на листках багатьох рослин збирається у краплі, а не розтікається по всьому листу?
Листя багатьох рослин містять маслянисті речовини, а тому не змочується водою.
72. Коли вам доведеться бувати на ставку, озері, де ростуть латаття, зверніть увагу на те, як рівно розташовані їх листя, що лежать на воді . Якщо ви припідняти ці листи над водою або, навпаки, занурити у воду, то вони втратять свою типову розправлену форму і по різному зігнуться . Чим ви це поясните?
Те, що листи латаття і інших рослин, які лежать на воді, бувають так гладко розправлені, пояснюється поверхневим натягом рідини. Коли ми піднімаємо ці листи над водою або занурюємо їх у воду, поверхневий натяг рідини перестає на них діяти.
73. Чому мокре опале листя добре прилипає до різних предметів?
Мокре листя прилипає до різних предметів всією своєю поверхнею і утримується на них силами поверхневого натягу. 74. Деякі дрібні комахи, потрапивши під воду, не можуть вибратися назовні. Чим це пояснюється? Ці комахи не в змозі подолати сил поверхневого натягу.
75. Чому важко зняти з ноги мокрий панчохи або носок? .
Під дією сили поверхневого натягу води мокрі панчохи або носок прилипає до ноги, тому його важко зняти.
76. Зріжте з берези гілку й умочіть її зрізаною частиною у воду. На зрізаному кінці ви побачите велику краплю води. Постежте за цією краплею: не пройде і хвилини, як вона зникне. Повторіть досвід кілька разів, і ви переконаєтеся, що краплі весь час будуть зникати. Куди ж дівається ця вода?
Всмоктуючись капілярами дерева, вода піднімається з ним до листя і випаровується через їх устячка.
77. Чи можна зробити з шишки кедра гігрометр?
Можна. Для цього до однієї лусочки кедрової шишки прикріплюють тонку легку стрілку та встановлюють вертикально шкалу. Коли вологість повітря збільшиться, лусочки шишок закриються і перемістять стрілку за шкалою. При зменшенні вологості стрілка відхилиться у зворотний бік.
78. Чому перед дощем ластівки літають низько?
Перед дощем вологість повітря збільшується, в результаті чого у мошок, метеликів і інших комах крильця покриваються дрібними крапельками вологи і тяжіють. Тому комахи опускаються вниз, а слідом летять та птиці, що харчуються ними, наприклад ластівки.
Джерело: В.М.Варикаш, Б.А. Кимбар, И.М. Варикаш Физика в живой природе, Минск.: Народная Асвета, 1984.-127 с.
|