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

Гасни термометар

Гасни термометар сачињава балон испуњен гасом и отворена цев у којој се налази жива. Ова направа може да пружи прецизније резултате мерења температуре у односу на термометре који садрже течни флуид.  Поступак мерења се састоји у томе да се инструмент прво калибрише, односно измере се притисци за познате вредности температура при којима се дешавају промене агрегатних стања неке супстанце. Затим се приступа цртању графика P(T) који ће послужити у поступку одређивања непознате температуре гаса. Симулација
Анимација приказује изглед апаратуре, на начин да је прилагођена ученицима у гимназији. Исто тако је приказано кретање молекула у балону, док загревање балона и померање живиног стуба није предмет овог записа.  Када се балон загреје, гас испољава ширење и тежи да потисне живин стуб. Да би запремина гаса остала стална врши се померање десног крака живиног стуба, тако да се ниво живе у левом краку не мења. Дакле, притисак гаса се увећава. Притисак гаса у балону P, атмосферски притисак Pa…

Ерстедов експеримент

Хеленски мислиоци уочили су да материјали који испољавају магнетна својствапривлаче предмете начињене од гвожђа. Било им је познато да је структура камена из Магнезије попут предмета начињених од гвожђа, а привлачно својство тумачили су постојањем извесног флуида који потиче из магнета. С обзиром да је експериментално истраживање у физици заживело тек при крају епохе ренесансе, тумачење магнетизма је протицало споро. Упечатљив пример за тако нешто представља вишевековно погрешно уверења да бели лук може извршити размагнетисавање игле компаса. Због тога је члановима посаде који су руковали том направом било забрањено да једу ову намирницу! Половином XIII века, војни инжењер Пјер д Марикур вршећи експерименте открива да магнет поседује два пола, при чему се полови појављују иако се магнет преполови, а магнетна игла компаса је усмерена у правцу „небеских полова”. Он појаву приписује утицају неба, а не присуству Земљиног магнетног поља. Покушао је и да направи вечити покретач тако што је…

Максвелова расподела брзина молекула

Полазећи од истраживања Рудолфа Клаузијуса, шкотски физичар Џејмс Максвел разрађује кинетичку теорију гасова математичким путем и долази до открића функционалног облика расподеле брзина молекула гасова. Молекули гасова се крећу брзинама различитих бројних вредности. Те вредности су прилично високе. На пример, на температуриод 200 C молекули ваздуха крећу се брзином у просеку око 1500 km/h. То је дупло више у односу на брзине путничких авиона. Садржај анимације Основу анимације чини балон испуњен топлим ваздухом: youtu.be/mwbk_dZMEQg
Први део односи се на расподелу брзина када ваздух није изложен пламену. На ординатној оси није прецизно наведена величина, јер је анимација намењена гимназијској популацији младих људи који похађају други разред и нису у могућности да детаљно упознају расподелу брзина молекула. Димензије молекула нису сразмерне стварној величини из разлога боље прегледности анимације. Оно што није приказано је другачији облик криве за различите гасове.  Други део приказа …