Kitobni o'qish: «Физика для гуманитариев. Учебник-рассказ за 7 класс»

Глава 1. Строение веществ

Зима. Шло 32 февраля, не предвещающее окончания холодов. Все предыдущее время жаркая ненависть к этому сезону согревала меня лучше всякой шапки и застегнутой куртки, но и ее запал иссяк к концу нескончаемой зимы. Простывшая, я сидела на кухне безучастным наблюдателем собственного лечения.

Мне посчастливилось родиться в глубоко верующей в народную медицину семье, поэтому, сидя за столом, я наблюдала, как марганцовка медленно растворяется в жидкости для полоскания горла. Удивительно, но крохотная капля окрасила в розоватый цвет все содержимое стакана. Много лет назад подобный процесс навел людей на мысль о том, что все вещества состоят из мелких частиц – молекул, а само явление было названо диффузией.

Диффузия – взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого

Пребывая в своих мыслях, я забыла включить чайник, поэтому теперь пакетик равнодушно плавал в едва ли поменявшей цвет холодной воде. Что ж, хорошее напоминание – скорость диффузии зависит от температуры вещества. Чем сильнее нагрето тело, тем быстрее молекулы перемещаются и взаимодействуют друг с другом.

День не задался. С градусником под мышкой я поплелась в постель, сопровождаемая запахом готовящегося супа, мгновенно распространившимся по всей квартире

.

К этому моменту температура моего тела растолкала молекулы ртути в градуснике, что привело к тепловому расширению, то есть увеличению объема ртути до деления 37,7. Обессилевшая, я задремала.

Мне приснился сон. Люди в переполненной утренней маршрутке превратились в молекулы. Во время движения автобуса они были подобны твердому телу, сохраняющему форму и объем – все молекулы находились в плотном неподвижном строю, едва покачиваясь на своем месте. Чем ближе автобус приближался к остановке, тем более интенсивным становилось движение – молекулы начали перемещаться в пространстве, пропуская желающих выйти. Так, некогда неподвижное вещество превратился в текучую жидкость, а после и в газ, когда большой поток молекул вышел на остановке, более не скованный постоянным объемом… Видимо, сегодня я слишком много думала о молекулах.

Когда я проснулась, у кровати интенсивно почесывалась моя собака, а на тумбе стояла тарелка с плавающей в супе шерстью¹. Ах да, вот и броуновское движение – еще одно доказательство молекулярного строения вещества.

Броуновское (тепловое) движение – беспорядочное перемещение микроскопических видимых частиц твёрдого вещества, плавающих в жидкости или газе (молекулы жидкости перемещают частицу)

Итоги главы 1:

Все тела состоят из молекул, которые находятся в непрерывном беспорядочном движении.

Взаимное расположение молекул определяет агрегатное состояние вещества:

–твердые тела сохраняют форму и объем – молекулы колеблются в узлах кристаллической решетки;

–жидкости сохраняют объем, но не форму – молекулы прочно связаны между собой, но перемещаются в пространстве;

–газы не сохраняют ни формы, не объема – молекулы почти не связаны между собой и занимают весь предоставленный объем.

Доказательства молекулярного строения – броуновское движение и диффузия.

Броуновское (тепловое) движение – беспорядочное перемещение микроскопических видимых частиц твёрдого вещества, плавающих в жидкости или газе.

Диффузия – взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого.

Скорость движения молекул определяет температуру тела (чем больше скорость, тем выше температура).

Объем тела зависит от температуры – при нагревании происходит тепловое расширение (увеличение объема).

Глава 2. Механическое движение

Пленительный аромат долгожданной весны пробудил во мне непреодолимое желание добраться до школы пешком. Нет, я не планировала пропускать уроки, бесцельно блуждая по городу в путанных романтических мыслях. Дело в том, что моя школа отделена от дома лесистой местностью. Таким образом, как перемещаясь пешком по прямой, так и проделывая петляющих путь на автобусе, мне приходилось добираться до точки назначения около часа.

Траектория – линия, по которой перемещается объект.

Путь – длина траектории.

Перемещение – кратчайшее расстояние между точками начала и конца движения.

Пока я уверенно двигалась по назначенной траектории, окружающие меня вечнозеленые сосны пробудили во мне детские воспоминания о живописной дороге в деревню, пролегающей сквозь леса и холмы. С непреодолимым любопытством я наблюдала за деревьями, которые все быстрее и быстрее убегали вдаль. «Как это возможно? Стоит ли вообще доверять своим глазам?» Эти вопросы не давали мне покоя.

Действительно, как мы понимаем, движется ли объект или находится на месте? Внезапно проснувшись в вагоне с опущенными занавесками, мы не всегда можем определить, стоит ли поезд или пробирается сквозь ночную мглу. И лишь мерное постукивание колес выдает себя.

Когда вы находитесь в метро, относительно людей в вагоне ваше тело неподвижно, для ожидающих на платформе вы движетесь со скоростью поезда, а в космических масштабах вы летите со скоростью 230 километров в секунду, вращаясь вокруг центра Галактики. Верно и обратное: относительно вашего неподвижного тела как стоящие на платформе люди, так и Галактика совершают движение.

Поглощенная своими размышлениями, я сбилась с маршрута. Теперь мне понадобилась помощь навигатора, который бестактно сообщил мне, что я опаздываю.

С чего бы? Откуда он вообще знает? Карта хранит данные не только о длинах маршрутов, но и информацию о средней скорости ходьбы или езды. Несмотря на неравномерность нашего движения (по пути мы где-то идем быстрей, где-то вынуждены притормозить на светофоре или постоять в пробке), навигатор достаточно точно рассчитывает время в пути именно благодаря тому, что усредненная скорость учитывает все особенности нашего маршрута. И благодаря увеличению количества информации, с каждым годом предсказание времени в пути становится все лучше².

Врожденный дух противоречия не позволил мне пойти на поводу у навигатора – едва переведя дыхание, я все же пришла в класс вовремя.