Архимедова сила

Содержание

Открытие закона Архимеда

Так вышло, что закон Архимеда известен не столько своей формулировкой, сколько историей возникновения.

Легенда гласит, что царь Герон II попросил Архимеда определить, из чистого ли золота сделана его корона, при этом не причиняя вреда самой короне. То есть расплавить корону или растворить — нельзя.

Взвесить корону Архимеду труда не составило, но этого было мало — нужно ведь определить объем короны, чтобы рассчитать плотность металла, из которого она отлита.

Рассчитать плотность металла, чтобы установить, золотая ли корона, можно по формуле плотности.

Формула плотности тела

ρ = m/V

ρ — плотность тела [кг/м3]

m — масса тела

V — объем тела

Дальше, согласно легенде, Архимед, озабоченный мыслями о том, как определить объем короны, погрузился в ванну — и вдруг заметил, что уровень воды в ванне поднялся. Тут ученый осознал, что объем его тела вытеснил равный ему объем воды, следовательно, и корона, если ее опустить в заполненный до краев таз, вытеснит из него объем воды, равный ее объему.

Решение задачи было найдено и, согласно самой расхожей версии легенды, ученый закричал «Эврика!» и побежал докладывать о своей победе в царский дворец (и так торопился, что даже не оделся).

Кипяченая вода — польза и вред

Необходимость кипячения питьевой воды обусловлена снижением ее качества. Об этом свидетельствуют показатели исследований, проведенных в разных регионах России. Результат неутешителен: 35-60% Н2О не соответствует установленным стандартам качества.

Основная причина — изношенность очистительных установок. Поскольку жидкость является универсальным растворителем, порча водоподводящих систем — дело времени. Внутри труб образуется осадок, ржавчина, являющиеся идеальной средой для размножения бактерий. Последние могут стать причиной заболеваний, а чтобы снизить вероятность отравления, воду нужно кипятить.

О пользе

Положительные аспекты кипячения заключаются в следующем:

  1. Обеззараживание. При кипячении вода достигает температуры, в которой погибают возбудители многих заболеваний, в том числе сальмонеллеза, холеры, дизентерии.
  2. Смягчение воды. Если жидкость отличается высокой жесткостью, термообработка помогает избавиться от солей кальция, магния. Суть процесса заключается в следующем: при высокой температуре растворимые формы металлов преобразуются в нерастворимые и оседают на стенках сосуда. В итоге их концентрация становится ниже.
  3. Избавление от хлора. Самый распространенный метод обеззараживания — хлорирование Н2О. Естественным способом химикат не полностью испаряется из воды, а нагревание способствует очищению жидкости от хлора.
  4. Ускорение метаболизма. Теплая вода способствует нормализации пищеварения, улучшает обмен веществ и выводит токсины из организма. Медики рекомендуют пить теплую кипяченую воду утром натощак, добавив в нее сок лимона.

Для большей полезности воды, прошедшей термообработку, соблюдайте несколько простых правил:

  • перед кипячением оставьте жидкость на 12 ч для отстаивания;
  • наливайте в чайник только сырую Н2О;
  • доводите водопроводную воду до состояния начальной стадии закипания, когда она становится белой с множеством мелких пузырьков. Такой температуры достаточно для заваривания вкусного чая и ароматного кофе.

О вреде

Поскольку качество воды во многих регионах оставляет желать лучшего, для проживающих в них людей кипячение стало ежедневным жизненно необходимым «ритуалом». Но не вредно ли пить каждый день кипяченую воду? Разобраться в вопросе поможет информация о вреде Н2О, прошедшей термообработку.

К негативным моментам относят:

  1. Необходимость длительного кипячения. При достижении температуры кипения погибают не все болезнетворные бактерии. Для эффективной очистки нужно оставить чайник после закипания на плите еще на 10-15 мин. Вирус гепатита А, палочка ботулизма уничтожается при поддержании температуры жидкости выше 100 ˚С около 30 мин. Если чайник автоматически отключается, длительная термообработка вообще невозможна.
  2. Риск попадания в воду твердых взвешенных частиц. С одной стороны, образующиеся в кипятке нерастворимые частицы оседают на стенки сосуда, и это плюс, так как вода становится чище. С другой стороны — для оседания нужно время, то есть кипяток должен немного отстояться. Если приготовить чай или кофе сразу, все взвеси осядут в организме.
  3. Потеря кислорода. В кипятке практически не остается кислорода, необходимого для связывания питательных веществ и доставки их в органы через клетки крови.
  4. Низкий уровень минерализации. При термообработке жидкость становится более мягкой. Хорошо, если изначально Н2О была чрезмерно минерализована. Если же минерализация была в пределах нормы и снизилась при нагревании, дневной рацион нужно обогатить витаминами.
  5. Образование вредных соединений хлора. Как только температура достигает 100˚С, хлор вступает в реакцию с иными компонентами, образуя канцерогенные соединения: тригалометаны, диоксины, увеличивая риск онкопатологий, мутаций.
  6. Наличие вредных веществ. Нагревание не поможет избавиться от пестицидов, хлора, тяжелых металлов, нефтепродуктов, радионуклидов. Все эти вещества в идеале должны либо вовсе отсутствовать, либо быть в ничтожно малых количествах. Если их уровень высок, даже после кипячения воду употреблять опасно.
  7. Образование «тяжелой» воды. При кипячении в молекулах Н2О вместо Н появляется дейтерий — тяжелый изотоп водорода. Это вредное соединение, но не стоит паниковать. Согласно исследованиям физико-химика, академика Петрянова-Соколова И.В., для получении литра жидкости с концентрацией дейтерия 0,15% (в природной содержится 0,015% дейтерия), нужно налить в чайник объем Н2О, превышающий массу Земли в 300 млн. раз. Хотя образование дейтерия в кипятке ничтожно мало, нельзя недооценивать его негативное влияние на здоровье.

Так ли важны цвет и форма?

Поскольку вода, как и любая другая жидкость, имеет некоторую плотность, от нее зависит и конечный результат использования воды. То есть, будет ли она приносить приятные ощущения и пользу, если ее пить. Сравнивая воду и другие жидкости, можно сказать сразу: свойства воды отличаются тем, что наибольшая плотность достигается при температуре в +4 градуса по Цельсию. Каждый реферат о воде содержит такую информацию, но не говорит о следствии из этого свойства

А оно очень важное: наиболее высокая плотность вещества негативно сказывается на процессе его переработки. То есть, если рассмотреть процесс утоления жажды, то можно увидеть, что изменение плотности вещества приводит к неожиданным результатам

Обычный тест показывает, что молекулы вещества находятся очень близко друг к другу при температуре +4 градуса. Это означает, что тот же объем вещества будет весить больше. Разница в весе невелика, но при постоянном употреблении воды именно при такой температуре можно добиться только больших проблем с желудком. Медицинский тест говорит о том, что низкая температура воды создает опасные сокращения мышц и может привести к спазму желудка.

О том, что молекулы вещества при низкой температуре быстрее отбирают тепло, можно прочитать где угодно. Любой реферат о воде расскажет, что использование холодной воды длительные период времени противопоказано всеми медицинскими теориями. Впрочем, когда речь заходит о воде комнатной температуры, где молекулы движутся быстрее, эффект будет обратным.

Так какое состояние воды может быть наилучшим для человека? Конечно же, цвет ее роли не играет. Вообще, говоря про цвет воды, стоит вспомнить, что есть синий цвет океанической воды, зеленый цвет воды в море. Красители везде натуральны. Где-то цвет образуется из-за планктона, где-то цвет воды проявляется из-за преломления света. А кое-где цвет воды становится очень специфическим из-за загрязнений. Но цвет не играет роли при питье, если только это не химическое загрязнение. Поэтому обычно на организм оказывает влияние именно движение.

6. Зависимость скорости испарения от площади соприкосновения воды с воздухом

Ис­па­ре­ние про­ис­хо­дит в месте со­при­кос­но­ве­ния по­верх­но­сти воды с воз­ду­хом, со­от­вет­ствен­но, чем боль­ше пло­щадь со­при­кос­но­ве­ния, тем быст­рее про­ис­хо­дит ис­па­ре­ние. До­ка­зать это можно с по­мо­щью неслож­но­го опыта: нужно на­лить оди­на­ко­вое ко­ли­че­ство воды в 3 ем­ко­сти с раз­ной пло­ща­дью со­при­кос­но­ве­ния на­ли­той воды с воз­ду­хом (на­при­мер, бу­тыл­ка с узким гор­лыш­ком, стек­лян­ная банка и ши­ро­кая та­рел­ка). Через неко­то­рое время мы уви­дим, что вода из та­рел­ки ис­па­ря­ет­ся быст­рее всего, по­то­му что пло­щадь со­при­кос­но­ве­ния воды с воз­ду­хом наи­боль­шая. Из банки немно­го мед­лен­нее, по­то­му что пло­щадь со­при­кос­но­ве­ния мень­ше. А из бу­тыл­ки мед­лен­нее всего, по­то­му что пло­щадь со­при­кос­но­ве­ния воды с воз­ду­хом наи­мень­шая.

Рис. 13. Опыт по ис­па­ре­нию воды из ем­ко­стей с раз­лич­ной пло­ща­дью со­при­кос­но­ве­ния воды с воз­ду­хом (Ис­точ­ник)

По­это­му фрук­ты, пред­на­зна­чен­ные для сушки, раз­ре­за­ют на тон­кие лом­ти­ки – чтобы уве­ли­чить по­верх­ность со­при­кос­но­ве­ния с воз­ду­хом и уве­ли­чить ско­рость ис­па­ре­ния.

Рис. 14. Сушка яблок (Ис­точ­ник)

Доклад о природе вещества и свойствах жидкой воды

Цвет снега также влияет на свойства. Чем он чище и белее, тем меньше в нем примесей. Само собой, никто не будет пытаться получить талую воды из снега, который выпадает рядом с крупными городами. Чем снег желтее, тем больше в нем грязи и, следовательно, хуже качество воды. Доклад о природе чистой воды, не так давно прозвучавший на очередном экологическом форуме, был посвящен как раз загрязнению верхних слоев атмосферы, через которые проходит снег. Существуют еще такие регионы, где снег обладает практически девственной чистотой.

Работа по самостоятельному исследованию снега очень интересна. Даже школьникам задают писать реферат про свойства воды. Работа, посвященная природе того или иного вещества в школе особенно интересна, и дети могут узнать много нового о воде самостоятельно. Те же, чьи школьные годы давно минули, также могут изучить свойства воды. Тест, проводимый при исследовании воды или снега, даст понять, что происходит с водой в настоящее время.

Но вернемся непосредственно к воде. Ее состояние может быть разным. Оно зависит от нескольких параметров. Прежде всего, от температуры в пределах от 0 до 100 градусов. Во-вторых, от растворенных минералов и солей. В-третьих, от уровня загрязнения. Второй и третий пункты различны в своих характеристиках, потому что под минералами и солями подразумеваются полезные для человека элементы. Загрязнители же, в свою очередь, также по-своему влияют на состояние воды.

https://youtube.com/watch?v=ad00k_IG4x0

Энергетика

Почему свойства воды могут изменяться и восстанавливаться при переходе в разные агрегатные состояния? Ответ на этот вопрос следующий: у данного соединения существует своя информационная память, которая записывает все изменения и приводит к восстановлению структуры и свойств в нужное время. Биоэнергетическое поле, через которое проходит часть воды (та, что поступает из космоса), несет в себе мощный заряд энергии. Эту закономерность часто используют при лечении. Однако с медицинской точки зрения не каждая вода способна оказать благоприятный эффект, в том числе и информационный.

Параметры окиси дейтерия

Мы помним, что в нормальных условиях нормальная вода переходит в лед при нуле градусов, тогда как закипает она при 100 градусах Цельсия. При этом молекулярная масса равна 18 грамм. То есть, два грамма дают два атома водорода, а 16 граммов дает один атом кислорода. Когда речь заходит о тяжелой воде, то ее масса на один грамм выше, потому что масса дейтерия – 2 грамма. Итогом этого изменения становится не только изменение общей массы, но еще и изменение температур плавления и кипения. То есть, рассматривая виды нормальной воды в жидком состоянии, можно увидеть серьезные отличия при абсолютно одинаковых внешних условиях, солености и атмосферном давлении. Собственно, само изменение температуры составляет +4 градуса к температуре плавления и 1 градус к температуре кипения. Масса же увеличивается лишь на 10%.

Возникает логичный вопрос: как получить дейтериевую воду, где ее взять и безопасна ли она вообще? На самом деле, вода эта относительно безопасна, однако не стоит забывать о том, что еще не все свойства изучены, поэтому опасность может быть скрыта за неисследованными свойствами воды. Во всяком случае, сейчас основное применение тяжелой воды – урановые центрифуги, в которых дейтериевая вода служит для улавливания свободных нейтронов. Причем она вполне успешно справляется со своей задачей, а вот что получается в итоге – военная тайна, потому что военные многих стран проводили эксперименты с тяжелой водой, но никто из них не поделился полученными данными.

Обычная тяжелая вода, имеющая формулу D2O, встречается достаточно часто. На каждые 1,5-2 тысячи молекул нормальной жидкости имеется одна молекула дейтериевой. То есть, отыскивая новые формы жидкости, поначалу трудиться пришлось немного. Грубо говоря, в каждом чайнике с водой есть чайная ложка тяжелой. А вот сверхтяжелая – это еще один вид, который встречается крайне редко, обладает большим весом и пока что только изучается.

Откуда появилась окись дейтерия и трития

Как получается тяжелая вода? Ученые рассматривали несколько вариантов. Первый из них: вода в такой форме появилась в космосе. Второй гласит о том, что нормальная вода на Земле была всегда, а вот из космоса ее занесли метеориты. Третья теория полагает, что это вообще нормальное явление перехода изотопов, поэтому появляется как вода обычная, так и тяжелая. Учитывая последние исследования, можно сказать, что причиной могла быть как космическая радиация, так и метеориты, на которых, между прочим, молекулы и были занесены на Землю.

В любом случае, виной всему – естественные причины, что и пугает. Ведь рано или поздно накопление окиси дейтерия произойдет в конкретной области планеты, что может привести к новым катаклизмам. А, может быть, ничего страшного не случится, ведь это лишь теории, которые не были доказаны даже экспериментально. Таким образом, все виды воды, которые отличаются от нормальной, существуют параллельно так же, как существуют похожие друг на друга виды животных. Исследование особенных свойств поможет понять, что именно несет эта вода людям в своем нормальном состоянии и можно ли использовать ее как-то еще, кроме как в урановых центрифугах, превращая в ядерное оружие.

Когда сила Архимеда не работает

Архимедова сила не работает лишь в трех случаях:

  1. Невесомость. Главное условие возникновения Архимедовой силы — это наличие веса у среды. Если мы находимся в невесомости, холодный воздух не опускается, а горячий, наоборот, не поднимается.

  2. Тело плотно прилегает к поверхности. Отсутствие газа или жидкости между поверхностью и телом свидетельствует об отсутствии выталкивающей силы — телу просто неоткуда выталкиваться.

  3. Растворы и смеси. Если взять спирт, плотность которого меньше плотности воды, и смешать его с водой, получится раствор. На него не будет действовать сила Архимеда, несмотря на то, что плотность спирта меньше плотности воды — он просто растворится.

Куда же девается вся жидкость?

Говоря о природе, стоит отметить ее роль при переработке жидкостей. И, раз уж человек относится к природе, то добавим, что за последние сто лет 3*10¹° литров жидкости было переведено в человеческую кровь, потому что мир увеличился на 6 миллиардов человек. Нетрудно посчитать, что если каждый носит в себе по 5 литров крови, то и объем получается очень приличный. Так что воде можно приписать множество интересных характеристик и параметров, начиная с самых простых и заканчивая даже её мистическими свойствами, но никогда не нужно забывать о том, что если бы ее не было на планете Земля, то, вероятнее всего, не было бы на планете жизни и людей в частности.

Опасность обезвоживания

Нарушение водного баланса в результате диареи и рвоты может быть чревато необратимыми изменениями. Клетки организма состоят на 75−80 % из воды, поэтому все важные процессы протекают в водной среде. Недостаток жидкой составляющей часто становится причиной тяжелых нарушений функций систем и органов.

Исследователи Ющук и Бродов отмечают, что при дегидратации «происходит потеря не только воды, но и электролитов Na+, K+, Cl-» (Ющук Н. Д., Бродов Л. Е., 2001, с. 679). Это связано с тем, что вместе с жидкостью из организма выводятся минеральные соли. Наступает нарушение водно-электролитного баланса, следствием которого могут быть заторможенность и спутанность сознания, шок, угрожающие жизни брадикардии или редкое сердцебиение.

На менее тяжелых стадиях обезвоживания последствия тоже не столь безобидны. Наиболее распространенными из них являются:

  • замедление обмена веществ;
  • кислородное голодание, в том числе мозга;
  • утяжеление интоксикации;
  • нарушение терморегуляции, перегрев организма и др.

Особенно чувствительны к нехватке воды клетки мозга, поскольку их нормальная работа возможна при уровне влаги не менее 90 %.

Степени обезвоживания

Обезвоживание при диарее развивается последовательно. Скорость прогрессирования состояния зависит от тяжести интоксикации, частоты стула, эпизодов рвоты, возраста и исходного состояния здоровья человека. Существует четыре степени обезвоживания, каждую из которых легко распознать по характерным симптомам.

Стоит отметить, что в самом начале типичных проявлений может не быть. Осадчук и Урюпин указывают на то, что раннее обезвоживание «не имеет признаков или симптомов» (Осадчук М. А., Урюпин А. А., Осадчук М. М., Бурдина В. О., 2014, с. 1112)

Но важно учесть, что жажда возникает еще до начала водного дисбаланса, поэтому этот симптом может присутствовать.

Первая степень

Легкая степень обезвоживания наблюдается в большинстве случаев диареи у взрослых и не представляет серьезной угрозы. При эпизодах жидкого стула каждые пять часов и отсутствии рвоты этой степенью может ограничиться

Важно знать, что первая степень дегидратации характеризуется потерей 3 % массы тела.

Вторая степень

Для второй степени обезвоживания организма при диарее симптомы более типичны:

  • сильная жажда;
  • повышение вязкости слюны;
  • снижение эластичности кожи;
  • раздражительность, беспокойство;
  • темная моча;
  • слабость;
  • сонливость.

Глазные яблоки становятся менее увлажненными, возможно их западание. Потеря массы тела достигает 4−6 %. Вторая степень требует быстрой коррекции.

Третья степень

Жидкий стул более шести раз в сутки приводит к потере до 9 % массы тела. Состояние сопровождается следующими симптомами обезвоживания при поносе:

  • бледность и прохладность кожных покровов;
  • головная боль;
  • головокружение;
  • редкое мочеиспускание;
  • тахикардия, одышка;
  • судороги.

При острых кишечных инфекциях (бактериальных и вирусных) повышается температура тела. При этом механизмы терморегуляции нарушаются из-за отсутствия нужного объема воды. Это может быть опасно, поэтому требуются срочные меры по восполнению жидкости.

Четвертая степень

Развивается на фоне десяти и более эпизодов жидкого стула и рвоты в сутки. Симптомы утяжеляются, а потеря массы тела достигает 10 % и более

Важно понимать, что при потере 25 % наступает смерть взрослого человека, поэтому терапия в этом случае требуется безотлагательно.

К проявлениям обезвоживания добавляются серьезные симптомы и последствия:

  • шок;
  • спутанность сознания;
  • полное отсутствие выделения мочи (мочеиспускания нет восемь часов и более);
  • холодные, влажные на ощупь конечности;
  • слабый пульс;
  • критически низкое артериальное давление.

Черты лица человека могут заостряться, появляется учащенное дыхание, развивается нарушение зрительного и слухового восприятия и др. В этом случае вызов скорой помощи — жизненная необходимость.

Острая диарея

Очень частое состояние, обычно возникающее вследствие употребления пищи или воды, загрязненной бактериями, их токсинами, вирусами и простейшими. Инфекционная диарея обычно кратковременная, поэтому у пациентов с диареей более 10 дней редко выявляют инфекционную причину. Алкогольная интоксикация, различные лекарственные средства, включая антибиотики, цитотоксические препараты, нестероидные противовоспалительные средства, могут быть причиной острой диареи.

Выделяют также диарею путешественников. Она развивается в первые дни у людей, выезжающих в отличные от своего, экзотические регионы планеты и связана с употреблением пищи и воды с другим качественным и количественным составом непатогенной микробной флоры.

Говорить об остром характере поноса можно при продолжительности не более 3х недель, в ином случае диарея считается хронической.

Симптомы

С учетом характера течения, выделяют такие клинические симптомы диареи:

  1. Острая форма. Для острой диареи характерен частый водянистый стул, который может содержать фрагменты крови или слизи. К дополнительным симптомам относятся повышенное газообразование в кишечнике, боль в околопупочной области, тошнота и рвота, сухость во рту, повышение или снижение температуры тела, общая слабость, утомляемость, снижение массы тела, сухость кожных покровов.
  2. Хроническая форма. При хронической диареи, человека также беспокоят частые позывы к дефекации, при этом в испражнениях могут наблюдаться примеси слизи, крови или жировые вкрапления. К сопутствующим симптомам относится боль в животе, метеоризм, рвота и тошнота, болезненные позывы к опорожнению кишечника (тенезмы).

Для того чтобы избежать тяжелых осложнений диареи, при её возникновении, рекомендовано не откладывать визит к врачу. В данном случае необходима консультация гастроэнтеролога. При необходимости, может потребоваться консультация инфекциониста или хирурга.

Хлор в природе и жизни человека

Ввиду своей чрезвычайно высокой химической активности, в естественной среде хлор в чистом виде не встречается. Наибольшие запасы этого элемента сосредоточены в солях морской воды, содержание хлора в которой достигает 19 грамм на литр.

Хлор выполняет важные функции в жизнедеятельности растений и животных. В организме человека хлор обеспечивает поддержание кислотно-основного равновесия (КОР) плазмы крови, также он содержится в лимфе и входит в состав желудочного сока. Основная часть ионов хлора поступает в организм человека в виде хлорида натрия, содержащегося в пище.

Свободный и связанный хлор

Хлор, введённый в воду в целях обеззараживания, немедленно вступает в реакцию с водой и содержащимися в ней компонентами.

При реакции с водой, хлор образует хлороводород, хлорноватистую кислоту и их соответствующие соли в случае присутствия в воде катионов: хлориды (Cat+ + Cl-) и гипохлориты (Cat+ + СlO—). В то же время, в воде практически всегда присутствуют азотосодержащие компоненты органического и неорганического происхождения. Часть введённого в воду хлора реагирует с этими веществами, образуя хлорамины. Хлорамины обладают очень слабым антибактериальным эффектом, в отличие от хлорноватистой кислоты и гипохлорита, которые являются основными дезинфицирующими веществами.

Исходя из более высокой химической активности хлорноватистой кислоты и гипохлоритов, хлор, входящий в состав HClO и её солей, а также ту часть элементарного хлора, который не успел вступить в реакцию, принято называть свободным или свободным активным хлором. К хлору, входящему в состав гипохлоритов иногда применяют термин «потенциально свободный хлор». Соответственно хлор, принявший участие в окислении и вошедший в состав органических и неорганических хлораминов, называют связанным, или связанным активным хлором.

Данные определения носят условный характер, так как во всех соединениях, хлор, строго говоря, связан.

Общий, активный и остаточный хлор

Хлор в воде принимает активное участие в реакциях окисления. В результате реакций, в воде остаётся некоторое его количество. Суммарное количество хлора, остающееся в воде в виде различных соединений, принято называть общим хлором. Общий хлор иногда называют также общим остаточным или остаточным активным хлором. Таким образом, используемая терминология не отличается единообразием.

В состав общего хлора входит свободный и связанный активный хлор.

Область применения хлора и хлорамина

Хлор широко применяется в различных отраслях промышленного производства и в быту. Кроме общеизвестной функции хлора, как средства для обеззараживания воды в водопроводах питьевого назначения и бассейнах, существуют другие сферы его применения:

  • при производстве синтетических материалов – поливинилхлорида и его пластикатов, синтетического каучука;
  • в химической промышленности для производства соляной кислоты, хлорной извести, различных ядохимикатов и удобрений;
  • в металлургической отрасли для хлорирования окислов редкоземельных элементов с целью получения чистых металлов.

Хлорамин относится к неорганическим соединениям – хлоропроизводное аммиака. Хорошо растворяется в воде. Используют хлорамин для следующих целей:

  • в химическом производстве в качестве реагента в реакциях органического синтеза;
  • для очистки воды;
  • для дезинфекции помещений, мебели, медицинских инструментов.

Соединения хлора входят в состав отбеливателей для белья. Роль хлора в процессе отбеливания заключается в том, что при его вступлении в реакцию с водой высвобождается активный кислород, который и обеспечивает отбеливание.

Значение на Земле

Без воздуха человек может прожить несколько секунд, без еды – несколько месяцев, без воды – максимум несколько суток. Снижение содержания воды в организме всего лишь на 2% может вызвать сильную слабость. При нехватке 8% уже может возникнуть серьезное недомогание, а при 12% – смерть.

Каждая клетка живого организма состоит из жидкости и нуждается в регулярном пополнении. Без воды не проживут ни люди, ни растения, ни животные.

Вода формирует климат, участвует в круговороте воды в природе, для многих живых организмов является средой обитания.

«Механическая работа. Механическая мощность»

Код ОГЭ 1.16. Механическая работа. Формула для вычисления работы силы. Механическая мощность.

Работа силы – физическая величина, характеризующая результат действия силы.

Механическая работа А постоянной силы равна произведению модуля вектора силы на модуль вектора перемещения и на косинус угла а между вектором силы и вектором перемещения: А = Fs cos а.

Единица измерения работы в СИ – джоуль: = Дж = Н • м. Механическая работа равна 1 Дж, если под действием силы в 1 Н тело перемещается на 1 м в направлении действия этой силы.

Анализ формулы для расчёта работы показывает, что механическая работа не совершается если:

  • сила действует, а тело не перемещается;
  • тело перемещается, а сила равна нулю;
  • угол между векторами силы и перемещения равен 90° (cos a = 0).

Внимание! При движении тела по окружности под действием постоянной силы, направленной к центру окружности, работа равна нулю, так как в любой момент времени вектор силы перпендикулярен вектору мгновенной скорости. Работа – скалярная величина, она может быть как положительной, так и отрицательной. Работа – скалярная величина, она может быть как положительной, так и отрицательной

Работа – скалярная величина, она может быть как положительной, так и отрицательной.

  1. Если угол между векторами силы и перемещения 0° ≤ а < 90°, то работа положительна.
  2. Если угол между векторами силы и перемещения 90° < a ≤ 180°, то работа отрицательна.

Работа обладает свойством аддитивности: если на тело действует несколько сил, то полная работа (работа всех сил) равна алгебраической сумме работ, совершаемых отдельными силами, что соответствует работе равнодействующей силы.

Примеры расчёта работы отдельных сил:

Работа силы тяжести: не зависит от формы траектории и определяется только начальным и конечным положением тела: A = mg(h1 – h2)

По замкнутой траектории работа силы тяжести равна нулю.Внимание! При движении вниз работа силы тяжести положительна, при движении вверх работа силы тяжести отрицательна

Работа силы трения скольжения: всегда отрицательна и зависит от формы траектории. Если сила трения не изменяется по модулю, то её работа А = –Fтр l , где l – путь, пройденный телом (длина траектории). Очевидно, что чем больший путь проходит тело, тем большую по модулю работу совершает сила трения. Работа силы трения по замкнутой траектории не равна нулю!

Мощность N – физическая величина, характеризующая быстроту (скорость) совершения работы и равная отношению работы к промежутку времени, за который эта работа совершена: .

Мощность показывает, какая работа совершается за 1 с. Единица измерения мощности в СИ – ватт: = Дж/с = Вт. Мощность равна одному ватту, если за 1 с совершается работа 1 Дж.

Может пригодиться! 1 л. с

(лошадиная сила) ~ 735 Вт.Внимание! Для случая равномерного движения (равнодействующая сила равна нулю) при расчете мощности отдельных сил, действующих на тело, получим

Для равноускоренного движения (F = const) где ʋср– средняя скорость движения за расчётный промежуток времени.

Конспект урока «Механическая работа. Механическая мощность».

Следующая тема: «Кинетическая и потенциальная энергия» (код ОГЭ 1.17)

Количество воды на планете

Если рассматривать показатель количества данного оксида во всех агрегатных состояниях, то его на планете около 75% от общей массы. При этом следует учитывать связанную воду в органических соединениях, живых существах, минералах и прочих элементах.

Если учитывать только жидкое и твердое состояние воды, показатель падет до 70,8%. Рассмотрим, как распределяются эти проценты, где содержится рассматриваемое вещество.

  1. Соленой воды в океанах и морях, солончаковых озерах на Земле 360 млн км2.
  2. Пресная вода распределена неравномерно: ее в ледниках Гренландии, Арктики, Антарктиды заковано во льды 16,3 млн км2.
  3. В пресных реках, болотах и озерах сосредоточено 5,3 млн км2 оксида водорода.
  4. Подземные воды составляют 100 млн м3.

Именно поэтому космонавтам из далекого космического пространства видно Землю в форме шара голубого цвета с редкими вкраплениями суши. Вода и ее свойства, знание особенностей строения являются важными элементами науки. К тому же, в последнее время человечество начинает испытывать явную нехватку пресной воды. Может быть, такие знания помогут в решении данной проблемы.

Почему твердое становится жидким?

Нагревание твердого тела приводит к увеличению кинетической энергии атомов и молекул, которые при нормальной температуре находятся четко в узлах кристаллической решетки, что и позволяет телу сохранять постоянные форму и размеры. При достижении некоторых критических значений скоростей атомы и молекулы начинают покидать свои места, происходит разрыв связей, тело начинает терять свою форму — становится жидким. Процесс плавление происходит не резким скачком, а постепенно, так, что некоторое время твердая и жидкая компоненты (фазы) находятся в равновесии. Плавление относится к эндотермическим процессам, то есть к таким которые происходят с поглощением теплоты. Противоположный процесс, когда жидкость затвердевает называется кристаллизацией.

Рис. 1. Переход твердого, кристаллического, состояния вещества в жидкую фазу.

Было обнаружено, что до окончания процесса плавления температура не изменяется, хотя тепло все время поступает. Никакого противоречия здесь нет, так как поступающая энергия в этот период времени уходит на разрыв кристаллических связей решетки. После разрушения всех связей приток тепла будет повышать кинетическую энергию молекул, а следовательно, температура начнет расти.

Рис. 2. График зависимости температуры тела от времени нагрева.

Опасности микроволновки и стакана с водой

Кипятим воду в микроволновке

О небезопасных опытах рассказать тоже стоит. Ведь свойства воды могут оказаться не такими уж очевидными. Пробовали ли вы нагревать воду в микроволновке? Если еду можно разогреть, то почему не попытаться тем же путем разогреть и жидкость? Причем не просто разогреть, но и вскипятить. Да, сделать это можно. Берется чашка с водой, ставится в микроволновку, но даже спустя несколько минут нельзя будет увидеть пара. Почему? Потому что из-за молекулярного воздействия вода не может испаряться и охлаждаться за счет этого. Удивительно, но, не прибегая к увеличенному атмосферному давлению, заставить воду закипеть при более высокой температуре можно лишь в микроволновке. То есть, пока вы не откроете крышку или температура воды не станет критически высокой, она не закипит. А если опустить в нее холодную ложку, то из-за большой разницы температур может возникнуть небольшой гейзер. Обвариться кипятком и так страшно, а вот если его температура больше 100 градусов – то это еще страшнее.

Повторять такие опыты дома не стоит, тем более что микроволновка представляет собой довольно опасное устройство. Поэтому, когда три состояния воды можно получить, не выходя из квартиры, стоит обсудить еще несколько физических моментов. Например, как заставить закипеть воду при меньшей температуре.

9. Лед не тонет в воде

Лед не тонет в воде. Если бро­сить ку­со­чек льда в ем­кость с водой, он не уто­нет, а будет пла­вать на по­верх­но­сти.

Рис. 17. Лед пла­ва­ет на по­верх­но­сти воды (Ис­точ­ник)

Обыч­но твер­дые ве­ще­ства тя­же­лее, чем те же ве­ще­ства в жид­ком со­сто­я­нии. На­при­мер, ку­со­чек же­ле­за тонет в рас­плав­лен­ном же­ле­зе, а свин­цо­вый кубик тонет в рас­плав­лен­ном свин­це. При за­мер­за­нии вода за­ни­ма­ет боль­ший объем, чем пре­жде, она рас­ши­ря­ет­ся, по­это­му лед легче воды. Уже од­но­го этого свой­ства до­ста­точ­но, чтобы вы­де­лить лед из ряда твер­дых ве­ществ как ис­клю­че­ние.

Если бы лед тонул, на по­верх­но­сти во­до­е­мов в те­че­ние хо­лод­но­го вре­ме­ни года об­ра­зо­вы­ва­лись бы новые и новые слои льда на месте за­то­нув­ших и во­до­ем про­мер­зал бы до са­мо­го дна. В ре­зуль­та­те вод­ные жи­вот­ные и рас­те­ния ока­за­лись бы ско­ва­ны льдом, им гро­зи­ла бы неми­ну­е­мая ги­бель. К сча­стью, в при­ро­де этого не про­ис­хо­дит, по­то­му что лед не тонет в воде.

Рис. 18. Слой льда на по­верх­но­сти во­до­е­ма (Ис­точ­ник)

Хроническая диарея

Хронической диареей проявляются различные заболевания:

  • желудка (атрофический гастрит, перенесенная резекция желудка);
  • поджелудочной железы (хронический панкреатит);
  • печени и желчного пузыря (обструкция желчевыносящих протоков);
  • тонкого (энтериты, болезнь Крона, целиакия, лактазная недостаточность);
  • толстого кишечника (неспецифический язвенный колит, болезнь Крона, неинфекционные колиты, полипоз).

Особое значение имеют опухолевые поражения органов пищеварения и желез внутренней секреции, сосудистые заболевания, в том числе ишемическое повреждение кишечника, болезни эндокринной системы (диабет, тиреотоксикоз).

Наиболее частая причина хронического поноса — это функциональное расстройство, именуемое синдромом раздраженного кишечника. Данное состояние обычно развивается в молодом возрасте на фоне психоэмоционального стресса, депрессии. При СРК увеличивается частота дефекации, стул может быть размягченным, жидким или катышкообразным. Диарея редко возникает ночью и наиболее выражена до и после завтрака. В другое время суток пациент испытывает запор и другие характерные симптомы (боли, вздутие живота, урчание). В стуле часто содержатся слизь, но никогда не присутствует кровь, а объем стула менее 200 гр. в сутки.