Условия плавания тел — формулы, основные принципы и положения закона архимеда
Содержание:
- 14 шагов к здоровой печени
- Вес тела
- Увеличение углеводов в еде
- Несколько важных фактов о «водном весе»:
- Вопросы на тему «вес и невесомость»
- Примеры решения задач
- Теплопроводность воды в зависимости от температуры при атмосферном давлении
- Закон Архимеда. Условие плавания тел
- Моль
- Сколько весит литр воды – немного истории
- Примеры решения задач
- 7 особенностей
- Молярная масса элементов и соединений
- Теплоемкость материалов — таблица
- Закон Архимеда
- От чего зависит масса воды?
- Откуда берется масса
- Зрение
- Вязкость жидкостных веществ
- Силы, действующие на погруженное в жидкость тело
- Зачем и кому нужно знать эти формулы
14 шагов к здоровой печени
Избегайте крайностей: не переедайте, но и не голодайте. Принимайте пищу, когда испытываете умеренное чувство голода. Если время еды еще не пришло, а Вы уже испытываете желание что-нибудь пожевать, то съешьте дольку яблока или легкий овощной салат, а лучше выпейте стакан воды. Это поможет продержаться до ближайшего приема пищи.
Пейте много воды. Норма для взрослого человека – 8-10 стаканов чистой воды в день. Если у Вас проблемы с печенью, увеличьте это количество до 12 стаканов – это поможет очищению печени и почек. Пейте по чуть-чуть в течение дня.
Снижайте потребление сахара, особенно – рафинированного. Заменяйте сладости более полезными продуктами: медом, сухофруктами, свежими фруктами.
Уделяйте больше времени не механическому подсчету калорий, а разумному планированию рациона
Важно не количество, а качество пищи.
«Слушайте» организм и не ешьте продукты, которые Вы плохо усваиваете. Если на определенные продукты Вы реагируете сыпью, отеками, вздутием живота, запорами, старайтесь избегать их.
Следите за пищеварением
Чтобы пищеварительная система работала как часы, не переедайте и потребляйте достаточно пищи, богатой клетчаткой, – она стимулирует моторику кишечника. Начинайте прием пищи с овощей или фруктов и качественно пережевывайте. Пейте достаточно воды.
Не пейте слишком много кофе: печень его «не любит».
Бактерии, содержащиеся в пище, – это дополнительная нагрузка на печень. Поэтому ешьте только свежие продукты, а подгнившие или заплесневевшие выбрасывайте без сожаления. Мойте руки перед едой, тщательно промывайте фрукты и овощи перед приготовлением. Избегайте блюд, содержащих сырые яйца и сырую рыбу. Готовые блюда храните в холодильнике не более суток. Подогревайте пищу не более 1 раза.
В поездках по жарким странам опасайтесь кишечных инфекций. Имейте в виду, что в кафе и ресторанах овощи и фрукты моют водой из-под крана, а она во многих странах изобилует болезнетворными бактериями. Питайтесь только в проверенных местах и пейте покупную воду в бутылках.
Приступайте к еде только в хорошем настроении и спокойном расположении духа
Не ешьте, если Вы испытываете стресс или беспокойство, потому что при этих состояниях происходит отток крови от кишечника и печени к другим частям тела, и пища плохо усваивается.
Избегайте продуктов с консервантами и красителями, овощей и фруктов с нитратами и пестицидами.
Обратите внимание на растительный белок, содержащийся в бобовых и др. Уравновешивайте им животные белки, которые потребляете в виде мяса, молока и яиц.
Покупайте «здоровый» хлеб, содержащий витамины группы В и клетчатку
Если Вы любите бутерброды, то не смазывайте хлеб маргарином или сливочным маслом.
Снижайте количество насыщенных жиров: именно они «тормозят» работу печени.
Позаботьтесь о печени, и она позаботится о Вашем здоровье и самочувствии!
Дворкина Наталья Викторовна
врач-гастроэнтеролог
Вес тела
Вес — это сила, с которой тело действует на опору или подвес. Измеряется вес, как и любая другая сила, в Ньютонах.
«Но погодите! Вес же измеряют в килограммах — я вот вешу 50»
Это не совсем верно. В быту мы часто подменяем понятие «масса» понятием «вес» и говорим: вес чемодана — десять килограммам. В физике это два совершенно разных понятия, которые при этом взаимосвязаны.
Если у вас неподалеку есть весы — приглашаем в эксперимент! Один нюанс: наша затея сработает именно с механическими весами, но не с электронными. Поехали!
Шаг 1. Если встать на весы ровно и не двигаться — ваш вес будет высчитываться по формуле:
P = mg P — вес тела m — масса g — ускорение свободного падения [м/с2] На планете Земля g = 9,8 м/с2 |
Здесь может возникнуть два возражения:
- Это же сила тяжести, а не вес. Формула такая же!
- На весах масса отображается в килограммах. И если я свою массу умножу на ускорение свободного падения, то явно получу число почти в 10 раз больше, чем показывают весы.
Точка приложения силы. Эта формула и правда аналогична силе тяжести. Вес тела в состоянии покоя численно равен массе тела, разница состоит лишь в точке приложения силы.
Сила тяжести — это сила, с которой Земля действует на тело, а вес — сила, с которой тело действует на опору. Это значит, что у них будут разные точки приложения: у силы тяжести к центру масс тела, а у веса — к опоре.
Весы измеряют силу. Весы работают таким образом, что измеряют вес тела — силу, с которой мы на них действуем, а показывают — массу. Можно сделать вывод, что весы — это динамометр (прибор, измеряющий силу).
Продолжаем эксперимент.
Шаг 2. Теперь пошалим и резко встанем на носочки! Стрелка резко отклонилась влево, а потом вернулась на место. Вы придали себе ускорение, направленное вверх — в то время, как ускорение свободного падения всегда направлено к центру Земли (вниз).
Теперь вес тела вычисляем по формуле:
P = m (g-a) P — вес тела m — масса g — ускорение свободного падения [м/с2] a — ваше ускорение [м/с2] На планете Земля g = 9,8 м/с2 |
Шаг 3. Последняя часть эксперимента — резко опуститься на пятки. Теперь вы сильнее давите на весы, потому что придали ускорение, направленное вниз. Стрелка весов отклонится вправо и вернется на место, когда вы придете в состояние покоя.
Формула веса примет вид:
P = m (g+a) P — вес тела m — масса g — ускорение свободного падения [м/с2] a — ваше ускорение [м/с2] На планете Земля g = 9,8 м/с2 |
Кстати, если ровно стоять на весах, но взвешиваться в лифте — все будет работать наоборот. Если лифт едет вверх, то он как будто давит весами на человека, стоящего на них, а это как раз ситуация с увеличением веса. А если вниз — весы как будто бы от вас «убегают», чтобы показать меньшее значение.
Этот случай мы можем описать через 2 закон Ньютона. Возьмем лифт, который едет вниз. Обозначим силы на рисунке.
N – сила реакции опоры ;
mg – сила тяжести ;
a – ускорение, с которым движется лифт [м/с2].
N + mg = ma
При проецировании на ось y, направленную вниз, мы получаем:
-N + mg = ma
А теперь нам понадобится третий закон Ньютона — по нему сила реакции опоры равна весу тела:
P = N
-P + mg = ma
P = m(g-a)
Увеличение углеводов в еде
Количество углеводов в еде сильно влияет на вес тела. Когда мы снижаем углеводы, организм теряет воду, поскольку они хранятся в организме в связанном с водой виде. Вот почему похудеть на пару килограммов в самом начале низкоуглеводной диеты — не редкость, что используют как преимущество разные диеты и системы питания.
С одной стороны, это мотивирует продолжать диету, хоть потерян не жир. С другой стороны, люди расстраиваются, потому что быстрое похудение не длится бесконечно: если в первую неделю уходит два килограмма, то в следующие — «только» по 500 граммов. Это работает и в противоположном направлении: если человек, соблюдающий низкоуглеводную диету, съест много углеводов, вес возвращается.
Несколько важных фактов о «водном весе»:
Врач-дерматовенеролог, косметологПреимущественным типом старения, с которым приходится бороться докторам эстетической медицины является именно деформационно — отечный тип
Практически все пациенты, особенно женщины средней возрастной группы, акцентируют свое внимание на одутловатости лица, пастозности, «мешками» под глазами и т.д. Существуют специальные диагностические тесты, которые помогают практикующим докторам понять, можно ли справиться возможностями терапевтической косметологии или же отек — это следствие какого-либо процесса, коррекция которого возможна только с помощью пластической хирургии
Хочется отметить, что многие препараты, используемые для коррекции возрастных изменений, достаточно гидрофильны, т.е. способны удерживать воду, какие-то из препаратов могут и усугубить отечность на фоне нарушения лимфообращения. Именно поэтому пациентам с отечным типом нужно готовиться к дальнейшим эстетическим коррекциям. И тут предпочтение стоит отдавать в пользу аппаратной косметологии, которая помогает за 4-6 процедур нормализовать работу лимфатической системы, улучшить метаболическую активность клеток, вывести токсины, улучшить цвет лица и качество кожи в целом. Методик существует много. Я в своей практике использую микротоковый лимфодренаж (воздействие токов низкой частоты ) и LPG- метод, основанный на вакуумно-щипковом воздействии на мягкие ткани. Кроме того, я считаю, что лимфодренажные процедуры необходимы каждой женщине, проживающей в климате с повышенной влажностью.
Вопросы на тему «вес и невесомость»
Вопрос 1. В каком случае вес тела равен силе тяжести, действующей на него?
Ответ. Вес равен силе тяжести, если тело покоится или движется равномерно и прямолинейно (с нулевым ускорением).
Вопрос 2. В каких еще случаях можно испытывать состояние невесомости?
Ответ. Состояние невесомости также достигается при свободном падении.
Вопрос 3. Вредно ли длительное воздействие невесомости на здоровье?
Ответ. Длительное пребывание в невесомости влечет адаптивные изменения в сердечно-сосудистой и опорно-двигательной системах. Поэтому, по прибытии на Землю, космонавтам необходима реабилитация.
Вопрос 4. Где вес 100-киллограммового тела будет больше: на Земле, на Марсе или на Сатурне?
Ответ. Вес тела будет больше на Сатурне, так как там сильнее гравитационное взаимодействие.
Вопрос 5. От чего зависит вес тела?
Ответ. Вес зависит от ускорения, с которым движется тело, а также от физической среды, в которой тело находится. Например, в воде вес будет меньше, так как на тело действует выталкивающая сила Архимеда, которая частично компенсирует силу тяжести.
Все мы слышали слово «перегрузка». Перегрузка – противоположность невесомости. Это значит, что вес тела увеличивается из-за ускоренного движения опоры или подвеса.
Примеры решения задач
Прежде чем приступить к примерам, следует понимать, что если данные даны в килограммах и кубических сантиметрах, то нужно либо сантиметры перевести в метры, либо килограммы перевести в граммы. По такому же принципу надо переводить и остальные данные – миллиметры, тонны и так далее.
Задача 1. Найти массу тела, состоящего из вещества, плотность которого равна 2350 кг/м³ и имеет объём 20 м³. Применяем стандартную формулу и с лёгкостью находим значение. m = p*V= 2 350 * 20 = 47 000 кг.
Задача 2. Уже известно, что плотность чистого золота без примесей равна 19,32 г/см³. Найти массу драгоценной цепочки из золота, если объём составляет 3,7 см³. Воспользуемся формулой и подставим значения. p = m / V = 19,32/3,7 = 5,22162162 гр.
Задача 3. На склад поставили металл с плотностью 9250 кг/м³. Масса составляет 1,420 тонн. Нужно найти занимаемый металлом объём. Тут нужно сначала перевести либо тонны в килограммы, либо метры в километры. Проще будет воспользоваться первым методом. V = m / p = 1420/9250 = 0.153513514 м³.
Теплопроводность воды в зависимости от температуры при атмосферном давлении
В таблице представлены значения теплопроводности воды в жидком состоянии при нормальном атмосферном давлении. Теплопроводность воды указана в зависимости от температуры в интервале от 0 до 100°С.
Вода при нагревании становиться более теплопроводной — ее коэффициент теплопроводности увеличивается. Например, при 10°С вода имеет теплопроводность 0,574 Вт/(м·град), а при росте температуры до 95°С величина теплопроводности воды увеличивается до значения 0,682 Вт/(м·град). Теплопроводность воды в зависимости от температуры
t, °С | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 50 | |
λ, Вт/(м·град) | 0,569 | 0,572 | 0,574 | 0,587 | 0,599 | 0,609 | 0,618 | 0,627 | 0,635 | 0,648 |
t, °С | 55 | 60 | 65 | 70 | 75 | 80 | 85 | 90 | 95 | 100 |
λ, Вт/(м·град) | 0,654 | 0,659 | 0,664 | 0,668 | 0,671 | 0,674 | 0,677 | 0,68 | 0,682 | 0,683 |
Закон Архимеда. Условие плавания тел
Код ОГЭ 1.22. Закон Архимеда. Формула для определения выталкивающей силы, действующей на тело, погружённое в жидкость или газ. Условие плавания тел. Плавание судов и воздухоплавание
Выталкивающая сила, действующая на тело со стороны жидкости и газа (общий случай).
Увеличение гидростатического давления по мере погружения в жидкость или газ является причиной возникновения выталкивающей силы: Fвыт = F1 – F2.
Сила Архимеда – выталкивающая сила, действующая на тело со стороны жидкости (газа) в случаях, если:
- тело полностью погружено в жидкость (газ), при этом со всех сторон окружено жидкостью (газом);
- тело плавает на поверхности жидкости, частично погрузившись в неё.
FA = pжgVпчт, где рж – плотность жидкости (газа), Vпчт – объём погружённой в жидкость части тела. Так как ржVпчт = mж– масса жидкости (газа), вытесненной телом, то Vвыт = FА = mвыт.жg = Pвыт.ж
Закон Архимеда: На тело, погружённое в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила, равная весу жидкости (газа), вытесненной телом. .
Внимание! Выталкивающую силу не всегда удаётся рассчитать с помощью формулы FА = ржgVпчт. Например, часть поверхности тела площадью S плотно соприкасается с дном сосуда
В этом случае выталкивающая сила будет равна F = pжgVт – FдS, где Fд – сила гидростатического давления жидкости на уровне дна сосуда.
- Если тело плотно прилегает ко дну, значит, под телом жидкости нет и нет силы давления, направленной вверх. Архимедова сила не действует, тело прижимается верхним слоем жидкости ко дну.
- Если какая-то часть поверхности тела плотно прилегает ко дну, а под другой частью поверхности есть жидкость, то нужно провести расчёт выталкивающей силы для данного конкретного случая. Для этого нужно подсчитать силы давления, действующие на верхнюю поверхность тела, и те части нижней поверхности тела, под которыми находится слой жидкости.
Условия плавания тел
- Тело целиком погружено в жидкость. Выталкивающая сила больше силы тяжести: Fвыт > mg (ржидкости > ртела). Тело всплывает до тех пор, пока силы не уравновесятся за счёт уменьшения выталкивающей силы (уменьшается объём погружённой в жидкость части тела).
- Тело целиком погружено в жидкость. Выталкивающая сила равна силе тяжести: Fвыт = mg (ржидкости = ртела). Тело плавает в любой точке жидкости (газа).
- Тело целиком погружено в жидкость. Выталкивающая сила меньше силы тяжести: Fвыт < mg (ржидкости < ртела). Тело тонет.
Конспект урока «Закон Архимеда. Условие плавания тел».
Следующая тема: «Механические колебания и волны. Звук».
Моль
Все вещества состоят из атомов и молекул
В химии важно точно измерять массу веществ, вступающих в реакцию и получающихся в результате нее. По определению моль является единицей количества вещества в СИ
Один моль содержит точно 6,02214076×10²³ элементарных частиц. Это значение численно равно константе Авогадро NA, если выражено в единицах моль⁻¹ и называется числом Авогадро. Количество вещества (символ n) системы является мерой количества структурных элементов. Структурным элементом может быть атом, молекула, ион, электрон или любая частица или группа частиц.
Постоянная Авогадро NA = 6.02214076×10²³ моль⁻¹. Число Авогадро — 6.02214076×10²³.
Другими словами моль — это количество вещества, равное по массе сумме атомных масс атомов и молекул вещества, умноженное на число Авогадро. Единица количества вещества моль является одной из семи основных единиц системы СИ и обозначается моль. Поскольку название единицы и ее условное обозначение совпадают, следует отметить, что условное обозначение не склоняется, в отличие от названия единицы, которую можно склонять по обычным правилам русского языка. Один моль чистого углерода-12 равен точно 12 г.
Сколько весит литр воды – немного истории
В разные времена ответ на данный вопрос был неодинаковым. А ведь ежеминутный расход воды в мире чрезвычайно большой! Поэтому требовалось принять общее решение по поводу измерения массы жидкости. Так, в 1964 году во время международной конференции по мерам и весам была утверждена единица, обозначившая объем 1 дм 3 воды – литр.
Однако эта единица означает, скорее, не вес, а объем. При этом вес может быть совершенно разный – к примеру, литр воды будет значительно тяжелее литра бензина по причине большей плотности.
В 1901 году третьей международной конференцией по мерам и весам было принято решение обозначать литр как объем 1 кг воды при температуре 3,98˚С и атмосферном давлении 760 мм ртутного столба. Главным отличием обозначения литра стало то, что в 1901 году этой единицей считался объем килограмма, а в 1964 году – только объем, при этом вес вещества мог быть разным.
Так что в период 1901 – 1964 гг. вес литра воды равнялся одному килограмму, правда при соблюдении вышеуказанных показателей температуры и атмосферного давления. Для соблюдения данного равенства также необходимо, чтобы вода была чистой. Ведь обычная питьевая вода содержит соли, оказывающие разное влияние на ее плотность. Есть ли разница между купанием в пресном озере и соленом? Конечно, в последнем вряд ли получится утонуть. Так что для того, чтоб литр воды был равен килограмму, жидкость должна быть дистиллированной, полученной путем испарения и конденсации пара.
Примеры решения задач
Задача 1
Условие: имеется алюминиевый брусок со сторонами 3, 5 и 7 сантиметров. Какова его масса?
Решение:
Найдем объем бруска:
V = a * b * c;
V = 3 * 5 * 7 = 105 см3;
Табличное значение плотности алюминия: 2800 кг/м3 или 2,8 г/см3;
Вычислим массу бруска:
m = V * ρ;
m = 105 * 2,8 = 294 г.
Ответ: m = 294 г.
Задача 2
Задача по смежной теме.
Условие: сколько энергии потребуется для того, чтобы довести воду комнатной температуры (20 градусов Цельсия) из стакана (ёмкость 200 мл) до температуры кипения?
Решение:
Найдем недостающую информацию: температура кипения воды t2 = 100 градусов Цельсия, удельная теплоемкость воды с = 4200 Дж/кг * С, плотность воды 1 г/см3, 1 мл воды = 1 см3;
Найдем массу воды:
m = V * ρ;
m = 200 * 1 = 200 г = 0,2 кг;
Найдем энергию:
Q = c * m * (t2 – t1);
Q = 4200 * 0,2 * (100 – 20) = 67200 Дж = 67,2 кДж.
Ответ: Q = 67,2 кДж.
Задача 3
Задача с молярной массой.
Условие: найдите массу CO2 при объеме в 5,6 л.
Решение:
Найдем молярную массу CO2 :
M = 12 + 16 * 2 = 44 г/моль;
Найдем количество вещества через объем:
n = 5,6 / 22,4 = 0,25 моль;
Найдем массу:
m = n * M;
m = 0,25 * 44 = 11 г.
Ответ: m = 11 г.
7 особенностей
1. При больших дозировках, которые превышают рекомендуемые 1500 мг в день в разы, наблюдается увеличение газообразования и «размягчение стула». У некоторых людей этот эффект бывает и при обычном приеме.
2. В составе биодобавок есть балластные загрязняющие вещества, от которых невозможно полностью избавиться с помощью современных технологий. Считается, что они могут вызывать аллергическую реакцию.
3. В составе сульфата глюкозамина, стабилизированного солью (хлоридом натрия), достаточно много пищевой соли. Поэтому при его приеме ее количество в пище необходимо намеренно сократить, например, перестать подсаливать еду во время приготовления. Иначе есть риск развития почечных патологий и проблем с артериальным давлением.
При патологиях почек сульфат глюкозамина с хлоридом натрия может быть опасен
4. Хондропротекторы нельзя принимать во время беременности и лактации, а также детям до 15 лет. Среди этих категорий пациентов исследования относительно воздействия глюкозамина и хондроитина на организм не проводились.
5. Хондроитин способен разжижать кровь. Поэтому люди, принимающие разжижающие препараты, должны быть особенно осторожны, чтобы избежать кровотечений.
Источник хондроитина – хрящи и трахеи рыб и крупного рогатого скота
6. Есть мнение, что доза глюкозамина, превышающая допустимую в 6-7 раз, может спровоцировать сахарный диабет, поскольку вещество является моносахаридом. Это мнение подкреплено исследованиями, которые проводились пока только на животных
Тем не менее, людям с сахарным диабетом или склонностью к нему, стоит проявлять предельную осторожность
7. Хондроитин и глюкозамин – вовсе не панацея: для них характерна индивидуальная усваиваемость. Организм одного пациента усваивает моносахариды отлично, а у другого терапевтический эффект от лечения хондропротекторами напрочь отсутствует.
Эффективность хондроитина и глюкозамина не так однозначна, как утверждают многие ортопеды. Вот один из альтернативных взглядов на хондропротекторы с указанием их побочных эффектов:
Несмотря на определенные побочные эффекты, хондропротекторы все равно во много сотен раз безопаснее, чем длительный прием нестероидных противовоспалительных средств, которые часто назначают при лечении артроза.
Современной медицине известны еще более безопасные терапевтические методы, например внутрисуставные инъекции синтетического заменителя синовиальной жидкости «Нолтрекс»
Препарат не содержит животного белка, поэтому не вызывает аллергии, кроме того, с осторожностью разрешен для приема людям с сахарным диабетом
Какой бы вариант борьбы с остеоартрозом ни был выбран, лечение должно быть комплексным. Чтобы помочь организму восстановить вязкость и количество синовиальной жидкости, необходимо потреблять достаточно воды, придерживаться принципов здорового питания и жить активной жизнью.
Молярная масса элементов и соединений
Соединения — вещества, состоящие из различных атомов, которые химически связаны друг с другом. Например, приведенные ниже вещества, которые можно найти на кухне у любой хозяйки, являются химическими соединениями:
- соль (хлорид натрия) NaCl
- сахар (сахароза) C₁₂H₂₂O₁₁
- уксус (раствор уксусной кислоты) CH₃COOH
Молярная масса химических элементов в граммах на моль численно совпадает с массой атомов элемента, выраженных в атомных единицах массы (или дальтонах). Молярная масса соединений равна сумме молярных масс элементов, из которых состоит соединение, с учетом количества атомов в соединении. Например, молярная масса воды (H₂O) приблизительно равна 1 × 2 + 16 = 18 г/моль.
Теплоемкость материалов — таблица
В строительстве очень важной характеристикой является теплоемкость строительных материалов. От нее зависят теплоизоляционные характеристики стен постройки, а соответственно, и возможность комфортного пребывания внутри здания
От нее зависят теплоизоляционные характеристики стен постройки, а соответственно, и возможность комфортного пребывания внутри здания.
Прежде, чем приступить к ознакомлению с теплоизоляционными характеристиками отдельных строительных материалов, необходимо понять, что собой представляет теплоемкость и как она определяется.
Удельная теплоемкость материалов
Теплоемкость – это физическая величина, описывающая способность того или иного материала накапливать в себе температуру от нагретой окружающей среды.
Количественно удельная теплоемкость равна количеству энергии, измеряемой в Дж, необходимой для того, чтобы нагреть тело массой 1 кг на 1 градус.
Ниже представлена таблица удельной теплоемкости наиболее распространенных в строительстве материалов.
Для того, чтобы рассчитать теплоемкость того или иного материала, необходимо обладать такими данными, как:
- вид и объем нагреваемого материала (V);
- показатель удельной теплоемкости этого материала (Суд);
- удельный вес (mуд);
- начальную и конечную температуры материала.
Теплоемкость строительных материалов
Теплоемкость материалов, таблица по которой приведена выше, зависит от плотности и коэффициента теплопроводности материала.
А коэффициент теплопроводности, в свою очередь, зависит от крупности и замкнутости пор. Мелкопористый материал, имеющий замкнутую систему пор, обладает большей теплоизоляцией и, соответственно, меньшей теплопроводностью, нежели крупнопористый.
Это очень легко проследить на примере наиболее распространенных в строительстве материалов. На рисунке, представленном ниже, показано каким образом влияет коэффициент теплопроводности и толщина материала на теплозащитные качества наружных ограждений.
Из рисунка видно, что строительные материалы с меньшей плотностью обладают меньшим коэффициентом теплопроводности.
Однако так бывает не всегда. Например, существуют волокнистые виды теплоизоляции, для которых действует противоположная закономерность: чем меньше плотность материала, тем выше будет коэффициент теплопроводности.
Поэтому нельзя доверять исключительно показателю относительной плотности материала, а стоит учитывать и другие его характеристики.
Сравнительная характеристика теплоемкости основных строительных материалов
Для того, чтобы сравнить теплоемкость наиболее популярных строительных материалов, таких дерево, кирпич и бетон, необходимо рассчитать величину теплоемкости для каждого из них.
В первую очередь нужно определиться с удельной массой дерева, кирпича и бетона. Известно, что 1 м3 дерева весит 500 кг, кирпича – 1700 кг, а бетона – 2300 кг. Если мы берем стенку, толщина которой составляет 35 см, то путем нехитрых расчетов получим, что удельная масса 1 кв.
м дерева составит 175 кг, кирпича – 595 кг, а бетона – 805 кг. Далее выберем значение температуры, при которой будет происходить накопление тепловой энергии в стенах. Например, это будет происходить в жаркий летний день с температурой воздуха 270С.
Для выбранных условий рассчитываем теплоемкость выбранных материалов:
- Стена из дерева: С=СудхmудхΔТ; Сдер=2,3х175х27=10867,5 (кДж);
- Стена из бетона: С=СудхmудхΔТ; Сбет=0,84х805х27= 18257,4 (кДж);
- Стена из кирпича: С=СудхmудхΔТ; Скирп=0,88х595х27= 14137,2 (кДж).
Из произведенных расчетов видно, что при одинаковой толщине стены наибольшим показателем теплоемкости обладает бетон, а наименьшим – дерево. О чем это говорит? Это говорит о том, что в жаркий летний день максимальное количество тепла будет накапливаться в доме, выполненном из бетона, а наименьшее – из дерева.
Этим объясняет тот факт, что в деревянном доме в жаркую погоду прохладно, а в холодную погоду тепло. Кирпич и бетон легко накапливают в себе достаточно большое количество тепла из окружающей среды, но так же легко и расстаются с ним.
Теплоемкость и теплопроводность материалов
Теплопроводность – это физическая величина материалов, описывающая способность проникновения температуры с одной поверхности стены на другую.
Для создания комфортных условий в помещении необходимо, чтобы стены обладали высоким показателем теплоемкости и низким коэффициентом теплопроводности. В этом случае стены дома будут в состоянии накапливать тепловую энергию окружающей среды, но при этом препятствовать проникновению теплового излучения внутрь помещения.
Закон Архимеда
Поле тяжести Земли порождает гидростатическое давление, которое приводит к существованию статической подъемной силы, оказывающей воздействие на тела, погруженные в жидкость. Закон, который определяет величину выталкивающей силы, был открыт Архимедом: данная сила (сила Архимеда ($F_A$)) равна весу жидкости, объем которой равен объему части тела погруженной в нее:
где $\rho $ — плотность жидкости (газа); $V$ — объем тела, находящийся в веществе; $g$ — ускорение свободного падения.
Сила Архимеда появляется только тогда, присутствует сила тяжести. Так, в невесомости гидростатическое давление равно нулю значит, $F_A=0.$
Сила Архимеда направлена вверх. Она проходит через центр масс жидкости, вытесненной телом (обозначим эту точку буквой C). Точку C называют центром плавучести тела. Положение точки плавучести определяет равновесие и устойчивость плавающего тела.
От чего зависит масса воды?
Согласно законам физики, существует разница между весом и массой. Если говорить о весе, то имеется в виду сила воздействия тела определенной массы на поверхность. А термином «масса» обозначается количественная мера инертности тела, которая измеряется в килограммах. В нашей статье речь идет о массе воды.
Сколько весит литр воды? Данный показатель зависит от:
- температуры
- атмосферного давления
- состояния воды (жидкость, лед, снег)
- солености воды (пресная, соленая)
- типа изотопов водорода
Факторы, влияющие на вес воды: | Масса : |
1. Состояние | |
жидкое | Стакана (250 мл) – 249,6 гр. |
Литра – 998,5 гр. | |
Ведра (12 л) – 11,98 кг. | |
1 м 3 – 998,5 кг | |
Одной капли воды – 0,05 гр. | |
твердое (лед) | Стакана (250мл) – 229 гр. |
1 л – 917 гр. | |
Ведра (12 л) – 11 кг. | |
Кубометра – 917 кг. | |
твердое (снег) | Стакана (250 мл) – от 12 до 113 гр. |
Литра – от 50 до 450 гр. | |
Ведра (12 л) – от 1,2 до 5,4 кг. | |
Кубометра – от 100 до 450 кг. | |
Одной снежинки – 0,004 гр. | |
2. Соленость | |
пресная вода | 998,5 гр. |
соленая | 1024,1 гр. |
3. Тип изотопов водорода | |
легкая вода | 1 литр – 998,5 гр. |
тяжелая | 1104,2 гр. |
сверхтяжелая | 1214,6 гр. |
Так что вес воды зависит от всех вышеизложенных факторов, которые в совокупности определяют величину данного показателя.
Откуда берется масса
Физики убеждены, что у элементарных частиц должна быть масса. Доказано, что у электрона, например, масса есть. В противном случае они не могли бы образовать атомы и всю видимую материю.
Вселенная без массы представляла бы собой хаос из различных излучений, двигающихся со скоростью света. Не существовало бы ни галактик, ни звезд, ни планет. Здорово, что это не так, и у элементарных частиц есть масса. Только вот пока непонятно, откуда эта масса у них берется.
Мужчину на этой фотографии зовут Питер Хиггс. Ему мы обязаны за предположение, экспериментально доказанное в 2012 году, что массу всех частиц создает некий бозон.
Бозон Хиггса невозможно представить. Это точно не частица в форме шарика, как обычно рисуют электрон в учебнике. Представьте, что вы бежите по песку. Бежать ощутимо сложно, как будто бы увеличилась масса. Частицы пробираются в поле Хиггса и получают таким образом массу.
Зрение
Сложный оптический прибор
До 14 месяцев у новорождённых девочек и до 16 месяцев у мальчиков наблюдается период полного невосприятия цветов. Затем появляется восприятие красного, потом зелёного, а ещё позже синего цвета. Формирование цветоощущения заканчивается в 7,5 годам у девочек и к 8 годам у мальчиков. Глаз способен различить 130–250 чистых цветов и 5–10 000 000 000 смешанных оттенков.
После часа в темноте
После одного часа пребывания в темноте светочувствительность глаза повышается в 200 раз.
Палочки и колбочки
Сетчатка глаза человека содержит 125 000 000 палочек и 6 500 000 колбочек, при этом, вместе взятые, они настолько чувствительны, что человек теоретически мог бы увидеть огонёк свечи на расстоянии 200 километров.
Вязкость жидкостных веществ
Вторым обязательным параметром каждого жидкостного вещества считается вязкость. Данное состояние жидкостного вещества способно производить противодействие любой наружной силе. Все существующие жидкостные вещества оснащены данным свойством. Вязкость формируется как внутреннее трение при сравнительном смещении частиц жидкостного вещества, которые находятся рядом. В реальности имеются как легко движущиеся жидкостные вещества, так и вещества с большой вязкость.
В первую категорию входят воздух и вода. В тяжёлых масляных веществах противодействие осуществляется на другом уровне. Вязкость возможно квалифицировать уровнем текучести жидкостного вещества. Данное явление именуют подвижностью частиц данного вещества, и этот процесс находится в полной зависимости от плотности жидкости. Вязкость жидкостных веществ в условиях лаборатории устанавливают с помощью вискозиметра. Когда вязкость жидкостного вещества находится в большой зависимости исключительно от температурных параметров, тогда различаются некоторое количество главных характеристик жидкости.
Сложно разобраться самому?
Попробуй обратиться за помощью к преподавателям
Решение задач Контрольные работы Эссе
Увеличивая температурные параметры капельной жидкостного вещества, вязкость стремительно уменьшается. Вязкость газообразной жидкости при данных действиях исключительно растёт. Сила наружного трения в жидкостных веществах создаётся при соответствии скорости градиента к площади пластов, осуществляющих трение. В то же время трение в жидкостных веществах различается от явлений трения в других объектах, в частности, в объектах твёрдого вида. В твёрдых объектах сила трения зависима от стабильного давления, а не от участка поверхностей, которые трутся.
Силы, действующие на погруженное в жидкость тело
Выталкивающая сила.
Наблюдение. Почему сложно погрузить мяч в воду и почему он выпрыгивает из воды, как только мы его бросаем? Почему в море плавать легче, чем в озере? Почему мы можем поднять камень в воде, а не в воздухе?
Газы очень похожи на жидкости. Воспитательная сила также действует на тела, находящиеся в газе. Под действием этой силы воздушные шары, метеозонды и детские шары, наполненные водородом, поднимаются вверх. А от чего зависит выталкивающая сила?
Опыт 1. Два тела разного объема, но одинаковой массы, погрузим полностью в одну и ту же жидкость (воду). Мы видим, что тело большего объема выталкивается из жидкости (воды) с большей силой.
Опыт 2. Два тела одинакового объема и массы полностью погружены в разные жидкости, например воду и керосин. Неуравновешенность в данном случае свидетельствует о том, что на тело в воде действует большая плавучесть, это можно объяснить тем, что плотность воды больше плотности керосина.
Обобщая результаты наблюдений и опытов можно сделать следующий вывод.
Это утверждение называется законом Архимеда, древнегреческого ученого, который открыл его и, согласно легенде, успешно применил его для решения практической задачи: он определил, содержала ли золотая корона царя Гиерона примеси серебра. Сила, которая выталкивает тело из жидкости или газа, также называется силой Архимеда.
Основываясь на законе Архимеда, вы можете сразу написать формулу для определения силы плавучести, но чтобы лучше понять, почему она возникает, мы выполним несложные вычисления. Для этого рассмотрим тело в форме прямоугольного стержня, погруженного в жидкость так, чтобы его верхний и нижний края были параллельны поверхности жидкости.
Посмотрим, к чему приведет действие сжимающих сил на поверхность этого тела.
Согласно закону Паскаля горизонтальные силы F3 и F4, действующие на симметричные боковые поверхности стержня, попарно равны по величине и противоположно направлены. Стержни вверх не толкают, а только сжимают с боков
Обратите внимание на силы гидростатического давления на верхнем и нижнем крае стержня
Зачем и кому нужно знать эти формулы
В любой стране есть стандарты, по которым производится продукция
Неважно, какая это отрасль – пищевая, химическая или другая. Стандарты также могут быть мировыми
Так вот для того чтобы выпускаемая на заводах продукция соответствовала этим стандартам и нужны знания о плотности, массе и объёме.
Но зачем кому-то придерживаться чьих-то правил? Для начала, эти правила взяты не с потолка. К этому пришли разные бизнесмены со всего мира и нашли оптимальное решение, удовлетворяющее как производителей, так и конечных пользователей продукта. Если бы все выпускали продукцию как им вздумается, то людям было бы очень тяжело выбрать производителя. Ведь даже сейчас, со всеми стандартами и ГОСТами выбор просто огромный.
Кроме того, игнорируя физику и математику, можно выработать продукцию себе же в убыток или сделать продукцию, которая не оправдает ожиданий и будет выглядеть не так, как задумывал производитель. Есть и другие ситуации, где необходимы знания подобного рода – при подсчёте планируемого объёма, который займёт продукция на складе; вес продукции, которую нужно будет перевести и т.д.
Эти знания могут потребоваться инженерам, технологам, конструкторам и прочим профессиям, чья деятельность связана с физическими материалами. Конечно, для простого обывателя эти знания могут и не пригодиться. Однако, стоит вспомнить про случай с Архимедом и тогда вы поймёте, что знания – защита от обмана и настоящая сила!