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

Феромагнетици, парамагнетици и дијамагнетици

Упрошћена слика електрона у атому приказује ову честицу на начин да се обрће дуж орбитале, око језгра брзином сталне бројне вредности, али и око своје осе (спин). С обзиром да је електрон наелектрисан, током кретања ствара два магнетна поља: једно настаје због кретања око језгра, а друго због обртања око своје осе. Та два магнетна поља одређују магнетни (диполни) моменти- орбитални и спински. Ова величина је својствена и честицама у атомском језгру, али је њихов допринос укупном магнетном моменту атома знатно мањи те није битан за тумачење магнетних особина материјала. Стрелицама су приказани укупни магнетни моменти атома - као збир магнетних момената електрона.


Код материјала који припадају групи дијамагнетика, атоми не поседују магнетни момент (или је веома слаб) када материјал није изложен дејству магнетног поља. Међутим, у магнетном пољу, као што анимација приказује, атоми дијамагнетика стичу магнетне моменте који су усмерени на начин да слабе магнетно поље. Типични представници …

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…

Томсонов модел атома

Џозефа Томсона историја физике помиње као истакнутог британског експерименталног физичара, упркос причи да је био прилично „смотан”. Иначе се бавио и баштованством. Охрабрен чињеницом да је њему приписано откриће електрона, осмелио се да јавности пружи приказ атома - познат под називом Томсонов модел. У савремено доба модел има једино историјску вредност, али је представљао добру полазну основу да Ернест Радерфорд изведе чувени експеримент са проласком алфа честица кроз танак листић злата.  У складу са моделом, атом сачињава сфера позитивног наелектрисања, у анимацији обојена у сиво, и зеленкасти електрони у њој који су осциловали попут линеарних хармонијских осцилатора. Модел се често назива „пудинг са шљивама”: пудинг је позитивно наелектрисани део атома, а шљиве су електрони. Томсон је сматрао да атом садржи преко 1 000 електрона. Видео запис Као мотив мог видео записа узет је увеличани приказ танког листића дебљине око 10 000 атома, кога сачињавају Томсонови атоми. На позитивно н…