Пређи на главни садржај

Ронилачко одело

Да ли вода може да буде изолатор? Користим ронилачко одело са водом изнутра.
С обзиром да слабо роним и да ронилачко одело никада нисам обукао, први пут сам имао прилику да чујем за мокро ронилачко одело. Међутим, гуглањем сам открио да постоје две врсте одела, а такозвана мокра су предмет питања моје ученице. Привлачи пажњу податак да је овај тип одела осмислио физичар.
Чињеница је да ваздух представља одличан изолатор топлотне размене - под условом да се не креће - јер при кретању је присутно провођење путем струјања. Пример за тако нешто је слој ваздуха између коже и одеће. Вода, с друге стране, због веће густине топлоту одводи из организма неколико десетина пута боље у односу на ваздух - ако се креће. Та појава доводи до хипотермије, таквог стања организма да функције слабе све до гашења због пада телесне температуре. Зато ми је ово питање привукло пажњу.
Дакле, код мокрих одела вода је између коже рониоца и тканине, али је заробљена оделом да не би дошло до њеног струјања, а загрејана је од тела. С обзиром да ову појаву гледам из угла физичара, намеће се питање предности оваквих одела. Ако упоредимо воду и ваздух, прво што ми пада на памет је својство воде да се снажно супротставља сабијању када се спољашњи притисци увећају - на већим дубинама - док то није присутно код ваздуха и то, претпостављам, утиче на комодитет рониоца или, можда, покретљивост. 
Међутим, прочитао сам да се мокра одела употребљавају у топлијим водама. Да би то протумачили потребно је сагледати пренос топлоте Qₚ путем провођења:
Qₚ/t = kS∆T/L
при чему је k коефицијент проводљивости који за воду износи 0,56 J/sm°C, док је за ваздух 0,023 J/sm°C, S је површина тела, L дебљина слоја воде уз тело и ΔT разлика температура два гранична слоја воде. Једначина нам указује да је пренос топлоте овим механизмом већи од стране воде, чак и када наступи сабијање ваздуха и увећање његовог коефицијента.

Треба размотрити пренос топлоте Qₑ путем електромагнетног зрачења. Једначина повезује емисивност воде, површину тела S, Штефан-Болцманову константу и разлику наведених температура:
Qₑ/t = e𝛿S(T₂⁴ ₋ T₁⁴)
За емисивност можемо узети приближно 1. Ако извршимо поређење претходне две једначине, уврстимо процењене вредности температура и претпоставимо дебљину слоја воде уз тело (заиста не знам колико износи, нека буде 1 cm) проистиче да се десетак пута већи износ топлоте преноси путем провођења у односу на топлотно зрачење. Зато је провођење доминантан начин преноса топлоте код рониоца, у случају када струјање није присутно. То потврђује употребу мокрих одела у топлим водама.

Популарни чланци

Електромагнетне осцилације

Најједноставнији приказ електромагнетних осцилација представља веза калема и кондензатора у струјном колу. Такво коло је присутно у многим електронским уређајима које употребљавамо.  Кондензатор је приказан у облику ваљка и у почетку је био напуњен. Позитиван знак је у складу са позицијом позитивне облоге кондензатора, а приказује и смер струје у колу. У калему настаје магнетно поље, али се постепено формира због присуства индуктивног електричног отпора. Након што се кондензатор испразни, струја самоиндукције пуни кондензатор - у складу са Ленцовим законом.



Франк-Херцов експеримент

Франк-Херцов експеримент је пружио потврду у вези става Нилса Бора о квантнованости енергетских нивоа електрона у атому. Експеримент је остварен почетком XX века, на начин да је извршено сударање електрона, убрзаних електричним пољем, са атомима. С обзиром да се успоравање електрона догађало једино при одређеним вредностима кинетичких енергија електрона, појава представља пример резонантног процеса.
Симулација експеримента Анимација представља шематски приказ Франк-Херцовог експеримента. Извор електрона, катода, приказана је цилиндром црвене боје, мрежица кроз коју су пролазили електрони је у средишњем делу, а анода је с десне стране. Запазимо да је мрежица на вишем електричном потенцијалу у односу на катоду и аноду. Промена напона између катоде и мрежице може се уочити у доњем левом углу, док се регистрована струја електрона мери амперметром. Атоми живе нису приказани због прегледности записа. Електрони стичу кинетичке енергије од електричног поља и у првом делу анимације је присутно…

Радерфордов модел атома

Ернест Радерфорд је говорио да је каријеру физичара започео када је одлучио да се мане копања кромпира. У улози професора често би се спетљао приликом извођења једначина и студентима је препуштао да доврше започето. Осим физике обожавао је још голф и аутомобиле.  Радерфорд је осмислио први озбиљан модел атома, који је био динамички, полазећи од експеримента са проласком алфа зрачења (језгра атома хелијума) кроз танак листић злата. Злато је користио због велике густине. Сумњао је у исправност Томсоновог статичког модела атома, у складу с којим је атом већим делом сачињен од позитивног наелектрисања, а негативно наелектрисане честице су усађене унутар атома - попут шљива у пудингу, и сматрао је да позитивно наелектрисање у атому заузима много мању запремину. Видео запис
Анимација приказује да је већина позитивно наелектрисаних алфа честица прошла кроз листић злата, са или без скретања, а мали број се одбио под великим углом након директног судара честица са језгром. Дакле, атом је у већем…