Знаете ли вы физику? - Страница 10

Где молекулы обладают большею кинетической энергией: в водяном паре при 0 °C, в жидкой воде при 0 °C или во льду при 0 °C?

Какова приблизительно скорость теплового движения молекул водорода при минус 273 j С?

Достижим ли абсолютный нуль?

Что такое вакуум?

Какова по приблизительной оценке средняя температура вещества во всем мире?

Можно ли видеть невооруженным глазом одну 10-миллионную долю грамма вещества?

Если взять какое-либо вещество в количестве одной «граммолекуль» т. е. такое число его граммов, которое равно молекулярному весу этого вещества (например, 2 г водорода или 32 г кислорода), то во взятой порции всегда окажется одно и то же число молекул, именно 66 с 22 нулями (66 · 10²²). Число это носит в физике название «числа Авогадро» Вообразите, что имеется такое число не молекул, а булавочных головок. Вы желаете заказать ящик для вмещения этой огромной кучи головок. Высота ящика назначена вами в 1 км. Каковы приблизительно будут размеры его основания? Поместился ли бы такой ящик в пределах Москвы или Ленинграда?

Если в океан вылить литр спирта, то молекулы спирта распределятся через некоторое время равномерно по всей водной массе Мирового океана.

Сколько приблизительно понадобится зачерпнуть в океане литров воды, чтобы выловить одну молекулу спирта?

Во сколько приблизительно раз среднее расстояние между молекулами водорода, при 0 °C и нормальном давлении, больше поперечника газовой молекулы?

Укажите «на глаз» как велик неизвестный член пропорции:

Какой приблизительно величины были бы молекулы, если бы все тела на Земле увеличились линейно в миллион раз?

Чему приблизительно равен х в пропорции:

1. Если бы мельчайшая бактерия увеличилась до размеров земного шара, какой приблизительно величины оказались бы электрон и протон?

2. Если бы электрон сделался толщиной с волос, какой толщины оказался бы волос?

3. Если бы диаметр орбиты Нептуна был уменьшен до диаметра Земли, какой величины оказалась бы Земля?

4. Если бы диаметр Земли уменьшился до 1 мм; как велико оказалось бы (при пропорциональном уменьшении) расстояние до Сириуса?

5. Если бы вся Солнечная система уменьшилась в диаметре до толщины волоса, каково оказалось бы в соответствующем уменьшении расстояние до туманности Андромеды?

Как надо понимать утверждение новейшей физики, что энергия обладает массой и имеет вес?

Как надо смотреть на классическую механику в свете современного учения об относительности? Остается ли она в силе?

У нас узаконена только одна метрическая мера крупнее метра: километр. Декаметр, гектометр, мириаметр в нашем стандарте отсутствуют.

Убеждение, будто литр и кубический дециметр одно и то же, С ошибочно. Они весьма близки по величине, однако не тождественны. Узаконенный литр современной системы мер производится не от куб. дециметра, а от килограмма, и представляет собою объем килограмма чистой воды при температуре ее наибольшей плотности. Объем этот больше куб. дециметра на 27 мм³.

Итак, литр несколько больше куб. дециметра.

Тысячная доля миллиметра – микрон – далеко не является самой маленькой мерой длины, употребляемой в современной науке[4]. Ее давно уже превзошли в малости сначала миллионная доля миллиметра С нанометр, затем десятимиллионная доля миллиметра С так называемый ангстрем (Е) С ныне не применяемая единица. На сегодняшний день самая малая мера длины С это нанометр. Ранее применялась сейчас уже отмененная единица «икс» (Х), представляющая собою X = 1,00206 · 10^Р13 м ≈ 0,0001 нм. В природе, впрочем, существуют тела, для которых даже «икс» мера слишком крупная. Таков электрон, поперечник которого измеряется сотыми долями икса[5], и протон, диаметр которого, вероятно, в 2000 раз меньше.

Перечисленные малые меры длины сопоставлены ниже:

микрон 10^Р6 м

нанометр 10¹⁵⁹ м

ангстрем 10^Р10м (отменена)

икс 10^Р13м (отменена)

Формально, согласно системе СИ, можно использовать производные от метра величины: пикометр (10^Р12 м), фемтометр (10^Р15 м) и аттометр (10^Р18 м), но фактически наименования величин менее нанометра не применяются.

Еще не так давно наибольшей мерой длины, с какой имеет дело наука, считался «световой год» – годичный путь светового луча в пустоте. В нем 9,5 биллиона километров (9,5·1012 км). В научных сочинениях эта мера постепенно вытеснена другой, в три с лишком раза более крупной – «парсеком». Парсек (сокращение от слов «параллакс» и «секунда») равен 31 биллиону километров – 31·1012 км. Но и эта исполинская мера оказалась чересчур мелкой для промеров глубин мироздания. Астрономам пришлось ввести сначала килопарсек, заключающий 1000 парсеков, а затем и мегапарсек – миллион парсеков, побивающий в настоящее время ре – корд протяжения среди мер длины.

Его соперник – мера, называемая астрономами «единица А» и содержащая миллион световых лет, – раза в три меньше мегапарсека. Мегапарсеками измеряются расстояния до спиральных туманностей.

^{Рис. 57. Что такое «парсек»}

Сопоставим эти огромные меры длины:

Интересно, какой длины средняя величина между самой большой и самой мелкой мерами – между мегапарсеком и иксом. Мы имеем здесь в виду, конечно, не среднеарифметическую (которая составляет, очевидно, половину мегапарсека), а среднегеометрическую. Превратив икс в километры, имеем

Х = 10^–10 мм = 10^–16 км.

Следовательно, среднегеометрическая между мегапарсеком и иксом равна

Наибольшая мера длины во столько же раз больше 56 км, во сколько раз 56 км больше самой мелкой меры.

Когда заходит речь о легком металле, называют обычно алюминий. Однако он занимает далеко не первое место в ряду легких металлов: существует несколько металлов, которые легче его. Ниже приведен их перечень с указанием удельного веса (плотности) каждого: