156. Водопроводные предосторожности
В задаче 155 мы уже говорили, что вода ведет себя не так, как большинство других веществ: начиная с +4 °C она при дальнейшем охлаждении увеличивается в объеме, а не уменьшается. При замерзании прирост объема составляет около 10 %. Если лед в водопроводной системе замерзнет, такой прирост объема наверняка выведет из строя какую-либо часть системы, которая не выдержит возникшего давления. Возможно, вы слышали о том, что трубы могут «лопаться от мороза», – речь идет именно об этом эффекте.
157. Беспощадный мороз
Одно из возможных объяснений – треск деревьев, который можно услышать в сильный мороз в лесу в безветренную погоду. Этот звук возникает из-за того, что вода, которая содержится в стволах деревьев, расширяется при замерзании и разрывает волокна древесины.
158. Рискует ли официант?
Вода расширяется при замерзании. Чтобы жидкость в бутылке замерзла, надо охладить ее ниже нуля и достаточно долго держать в таком состоянии. Большое количество льда снаружи при плотном контакте с бутылкой и отрицательной температуре воздуха могло бы дать такой эффект. Однако в описанной ситуации не выполнено ни одно из этих условий: воздух в ресторане достаточно теплый, льда в ведерке не так много, а контакт бутылки с кубиками льда отнюдь не плотный. По мере того как лед начнет таять, бутылка начнет контактировать с талой водой и будет охлаждаться интенсивнее – но температура талой воды будет равна 0 °C – а при такой температуре содержимое бутылки уже не замерзнет. (Кстати, опытные рестораторы советуют с самого начала использовать для охлаждения бутылки с напитком не чистый лед, а смесь льда и воды. Сможете ли вы теперь объяснить этот совет?)
159. Физика на службе криминалистики
Как физик, Винкель хорошо знает, что очки резко запотевают, когда их обладатель входит в теплое помещение с улицы, а не наоборот. Запотевание – это конденсация воды из воздуха на холодных стеклах очков. У этого процесса много общего с выпадением росы. Дело в том, что максимальное количество водяного пара, которое может содержаться в единице объема воздуха, снижается с уменьшением температуры. Когда влажный теплый воздух охлаждается (например, от контакта с холодными стеклами очков), избыточный водяной пар конденсируется, то есть превращается в мелкие капли воды и оседает на ближайших поверхностях.
160. Морозный пар
Вместе с человеком, который вошел с мороза, в теплое помещение попадает холодный воздух. Теплый воздух способен содержать такое количество паров воды, которое в холодном воздухе содержаться не может. Когда теплый воздух смешивается с холодным, избыток водяных паров конденсируется, образуя мелкие капельки воды – туман. Именно этот туман мы и видим как «клубы пара».