"ليس كل شيء واضح جدًا": نناقش المفاهيم الخاطئة الشائعة

أحب هبر وجيكتيمس كيف تجمع الناس العقلانيون والمتعلمون هنا. ولكن حتى لو كنت سيدًا في التفكير العقلاني ، يمكنك الانغماس في قول شيء غبي ، ببساطة لأنك لم تفكر في البدائل في الوقت المناسب. كما يقول المثل ، كم عدد الخنازير الغينية التي يجب أن تعاني لأنها ليست خنازير غينيا أو الخنازير؟ أقترح أن تستمع إلى مجموعة مختارة ومناقشة حول بعض المفاهيم الخاطئة الشائعة إلى حد ما حتى تكون أنت وأقل خطأ قليلاً. دعونا نرى مدى معرفتك بالأسئلة التي جذبت الانتباه ، وهل تعرف الإجابات الصحيحة لها.

عند رؤية XKCD # 843 في الصورة ، شعرت بخيبة أمل كبيرة مع عدم وجود مثل هذه المقالة على ويكيبيديا الروسية ، لأنه في اللغة الإنجليزية - قائمة المفاهيم الخاطئة الشائعة . في البداية كتبت مقالاً هناك. ومع ذلك ، وجدت قواعد ويكيبيديا بندًا حول عدم جواز قوائم غير محتملة ، وتم حذف المقالة. للأسف ، نحن بالتأكيد لا نعيش في هذا الكون.

وهنا نستفيد من حقيقة أننا لسنا بحاجة إلى التمسك بالنمط الموسوعي ونتحدث فقط عن بعض الأشياء المثيرة للاهتمام. وربما نبدأ بشيء حي.

المفاهيم الخاطئة عن الحيوانات

ما درجة حرارة الحيوانات ذات الدم البارد؟ أنا مهتم بمدى كونها أكثر دفئًا من البيئة ، وأعني عدم الاحترار على الإطلاق في الشمس. تتذكر أن العمليات البيولوجية ترتبط بنقل الطاقة (بشكل أو بآخر) ، ونادرًا ما يحدث نقل الطاقة بكفاءة 100٪. ويتم إطلاق الخسائر ، كما هو معروف من الديناميكا الحرارية ، في شكل حرارة. بالنسبة لك ولي ، يكون هذا التأثير أكثر وضوحًا عند العمل مع العضلات وهضم الطعام. كلما زادت سرعة عملية التمثيل الغذائي ، زاد دفء الجسم. هنا تعتبر النسبة بين مساحة السطح (التي يمر من خلالها نقل الحرارة) وحجم الجسم مهمة. التراوت الصغير من تيار جبلي أكثر دفئًا من الماء بمقدار 0.012 درجة فقط ، لكن درجة حرارة الجسم للتونة الكبيرة أو المكيرة ملحوظة بالفعل ، لا تقل عن 6 درجات فوق درجة حرارة الماء. ^[1]

لكن الشيء الأكثر بروزًا هنا هو كيفية استخدام الإناث لهذه الأنواع الكبيرة من الثعابين هذه الميزة. يفقسون بيضهم! تلتف الثعبان الأنثوي حول وضع البيض ، وبمجرد انخفاض درجة الحرارة إلى أقل من درجة الحرارة المثلى ، تبدأ العضلات المستعرضة في العمل. والقوة ، كما تعلم ، الثعبان لها قوة كبيرة. ونتيجة لذلك ، يمكن أن ترتفع درجة حرارة الجسم والبيض بعدة درجات ، وهو أمر مهم للتطور الكامل للأفاعي. ^[1] نعم ، لا يمكن لممثلي الدم البارد أن يكونوا أكثر دفئًا من البيئة فحسب ، ولكن أيضًا تسخين أنفسهم إلى مثل هذه الحالة.

حسنًا ، السؤال التالي. كيف تتنقل الخفافيش في الفضاء؟ من المعروف على نطاق واسع أن معظمهم يستخدم تحديد الموقع بالصدى لذلك. ولكن ماذا عن البصر؟ لديهم - الخفافيش ليست عمياء على الإطلاق ، كما يعتقد الكثيرون. مجرد البصر بالنسبة لهم لا يلعب دورًا رائدًا ، بل وأكثر حصرية. معظم المجنحة (في مظهر يشبه الخفافيش ، ولكنها تنتمي إلى عائلة مختلفة) ، كقاعدة عامة ، غير قادرة على تحديد الموقع بالصدى ، ولديها رؤية ليلية ممتازة وحاسة شم. ^[2]

وبالمناسبة ، فإن الخفافيش مخلوقات متقدمة جدًا من حيث استخدام قدراتها. فهم لا يعرفون فقط المسافات إلى الأشياء ، ولكن أيضًا شكلها واتجاه الحركة وحتى الملمس. يتم استخدام طيف الموجات المنعكسة لهذا بالإضافة إلى تأخرها: الخفافيش لا تصيح فقط بترددات عالية ، بل تدق في الفضاء المحيط ، وترسل "حزمًا" فوق صوتية معقدة نسبيًا. ولكن حتى مع وجود هذا الجهاز الملائم للتوجيه في الفضاء ، فإن الخفافيش ليست خالية من الرؤية وتراها في الظلام. ^[3]

غالبًا ما يُسمع أن أسماك القرش البيضاء تخلط الغواصين وراكبي الأمواج مع الحيوانات ذات القمم (مثل الأختام وفقمات الفراء والفظ). الأمر ليس كذلك. كيف هذا معروف؟ يختلف سلوكهم أثناء الهجوم اختلافًا كبيرًا: مهاجمة ختم ، صواريخ سمكة قرش ، يمسك فريستها بقوة هائلة ويؤذيها بعنف. في حالة الناس ، يختلف الوضع جذريًا. سمكة قرش تسبح وتعض بشكل مطرد ، فقط تذوق شيء غير مألوف. وكما قال إيدان مارتن ، مدير مركز أبحاث ريف ريف كويست في فانكوفر ، "على مهل وغير درامي". ^[4]

المفاهيم الخاطئة من الفيزياء

وهذه هي المفضلة لدي ، والتي يمكن حتى الطلاب الفيزيائيين الإمساك بها: ما سبب ارتفاع حرارة الأجسام التي تدخل الجو؟ فكر جيدًا ، فأنت لا تزال تقرأ مقالًا حول المفاهيم الخاطئة. لا ، الأمر ليس في الاحتكاك ، على الرغم من أنه يلعب دورًا ، بل في تثبيط الجسم أكثر من تسخينه.

لنبدأ بنموذج بسيط من فيزياء المدرسة. تخيل شيئًا يتحرك بسرعة من خلال الغاز (ولكن ليس سريعًا جدًا بحيث لا يكفي الديناميكا الحرارية للمدرسة). قبل ذلك ، يتم ضغط الغاز ، يليه فراغ. عند سرعة كافية ، يحدث الضغط بسرعة ويسخن الغاز بشكل ثابت. أي أن الجسم سوف يتلامس باستمرار مع الغاز المسخن. المجموع ، مخططنا هو كما يلي: ضغط الهواء heating تدفئة الهواء heating تدفئة الجسم. لكن تفكيرنا الحالي يعمل فقط بسرعات دون سرعة الصوت. في الواقع ، سرعة الدخول أعلى بكثير ولا تكلف سوى الضغط الأديباتي - تدخل موجات الصدمة في اللعب . ومع ذلك ، يظل المبدأ كما هو ، حيث يمكن لموجات الصدمة أن تدفئ بشكل مثير للإعجاب الوسط (آلاف الدرجات) التي تمر من خلالها. وبسرعات أكبر ، تحدث أشياء أكثر قوة: ذرات الغاز ذات التأثير السريع عليها تتأين ، وتتشكل البلازما. لذا ، على الرغم من حقيقة أن الاحتكاك اللزج بدا الجواب الواضح - الجواب غير صحيح. ^{[5 ، 6]}

UPD: شكرا vconst للتوضيح: لا يزال الجسم يحتوي على أسطح جانبية لم أفكر فيها. وسيكون هناك احتكاك ملحوظ (من حيث التدفئة). يشير البيان الأخير من الفقرة السابقة فقط إلى أي من العمليات تلعب دورًا مهيمنًا في التدفئة بشكل عام.

استمرار موضوع السقوط من فوق: كيف تتخيل لحظة التأثير على الأرض نيزك؟ دعني أخمن: قطعة ساخنة من الحجر / المعدن / شيء آخر يصطدم بالأرض ، وتشتت التربة ، يترك حفرة. إرجاع قليلا. لقد درسنا بالفعل مسألة تسخين نيزك (حتى الآن) من خلال عدم الاحتكاك بسرعة عالية إلى درجات حرارة كافية لإذابة طبقاته الخارجية. سوف تتطاير المادة السائلة الحمراء الساخنة ببساطة ، ومع الموصلية الحرارية الضعيفة لل الشهب ، سيكون تسخين الحجم بأكمله غير فعال تمامًا. ولكن في الطريق لا يزال لديه الطبقات السفلية من الغلاف الجوي. فهي كثيفة ، والأهم من ذلك ، باردة. وكان النيزك قد تباطأ بالفعل. أتفهم ما أحصل عليه؟ فكرتنا عن نيزك أحمر لا تتوافق بالضرورة مع الواقع. يمكن أن تكون النيازك الصغيرة التي سقطت للتو باردة أيضًا. ^{[7 ، 8]}

مع حل مشاكل الفضاء ، دعنا ننتقل إلى الأكثر دنيوية. لا يتدفق الزجاج في درجة حرارة الغرفة كسائل لزج للغاية. لديه بالفعل بعض خصائص السائل ، لأنه مادة غير متبلورة ، لكن سيوله يتجلى فقط عند تسخينه إلى درجات حرارة قريبة مما يسمى درجة حرارة التزجج . وبالنسبة لنظارات سيليكات نموذجية ، تبلغ درجة الحرارة حوالي 400-600 درجة مئوية. ^[9] الجو ليس حارًا جدًا في مكانك ، أليس كذلك؟ ثم سيكون عليك الانتظار للحصول على تأثير ملحوظ على مدى فترة زمنية ضخمة ، بالمقارنة مع تاريخ البشرية سيبدو قصيرًا إلى حد ما.

غالبًا ما يتم تفسير حقيقة أن الزجاج الملون أكثر سمكًا في الأسفل على أنه تأكيد على جريانه البطيء على مر القرون. في الواقع ، هذه تكلفة تكنولوجيا الإنتاج ، والأمثلة معروفة عندما تم تركيب الزجاج رأسًا على عقب ، وظل لعدة قرون أكثر سمكا في الأعلى. ^[10]

والأخير. في الحقيقة ، هذه ليست مغالطة بالكامل ، على الرغم من أن الموضوع مثير للاهتمام: هل يقوم الماء بتوصيل تيار كهربائي؟ أعلم أن السؤال يبدو مشكوكًا فيه إلى حد ما ، نظرًا لأن معظم المتعلمين يعرفون معظم الإجابة. لكن ليس كل شيء. دعونا فرزها بالترتيب.

إن وجود ناقلات شحن مجانية (تلك التي يمكن أن تتحرك على نطاق ماكروسكوبي) هو المسؤول عن وجود الموصلية. هناك إلكترونات حرة في المعادن ، وبالتالي فهي تجري التيار بشكل مثالي. لا توجد إلكترونات حرة في العوازل. ولكن لماذا المياه المالحة (وهي مالحة) توصل التيار بشكل جيد أيضًا؟ الملح ، تذوب في الماء ، يتحلل ، أي يتحلل إلى أيونات: $$ . لذلك ، تظهر ناقلات الشحن المجاني في الماء. عند تطبيق الجهد ، تظهر حركتهم المرتبة ، والمعروفة أيضًا باسم التيار الكهربائي. تسمى آلية التوصيل في هذه الحالة أيونية ، على النقيض من التوصيل الإلكتروني للمعادن. تحدث حالة مماثلة في حالة حلول مواد أخرى من فئة الشوارد.

وبناءً على ذلك ، فإن الإجابة النموذجية: "المياه المالحة توصل البئر الحالية ؛ المعتاد هو أيضًا قليلاً ، ولكن أسوأ ، لأن الأملاح الموجودة فيه لا تزال مذابة وهناك أيونات ؛ لكنها مقطرة - لا توجد طريقة ، حيث لا توجد أيونات هناك. "

السبب وراء دخول هذا السؤال إلى المقالة هو أن البيان الأخير مثير للجدل. من الناحية الفنية ، هناك أيونات حتى في الماء المقطر. من أين؟ دعونا نتذكر القليل من الكيمياء: ما هو الرقم الهيدروجيني وما هو الماء. كما قالوا في المدرسة ، هذه القيمة هي المسؤولة عن الحموضة ، وهي تساوي 7 مع حالة H ₂ O. ولكن لماذا بالضبط 7؟ رياضيا $$ ، أي أنها ناقص اللوغاريتم العشري لتركيز أيونات H ⁺ ، معبرًا عنه بالمولات لكل لتر. ^[11] وها هي الأيونات! هذا مظهر من مظاهر ما يسمى التفكك التلقائي للماء: حتى في الماء المقطر فائقًا ، توجد دائمًا أيونات جاهزة للدخول في حركة مرتبة وتوصيل التيار. هناك ببساطة عدد قليل جدًا منهم (10 ⁻⁷ مول / لتر) ، ولا توجد قيمة عملية من هنا. ولكن ، كما يقولون: "ومع ذلك تدور!"

أعرف سؤالًا خاطئًا آخر عن الفيزياء الخاطئ: "هل الجو بارد في الفضاء؟" توجد مقالة تحتوي على إجابة مفصلة لها على حبري بالفعل ، لذلك لن أكرر ما كتبته وأشير إليه. يمكن لأولئك الذين يرغبون في إشباع فضولهم هنا: " في الحرارة الكونية والبرودة ".

الخلاصة

كما ذكرت في البداية ، لا أحد في مأمن من الأخطاء والأخطاء ، وآمل أن أجري ما يكفي من البحث حول القضايا التي اخترتها حتى لا أكتب أي هراء. ولكن إذا كنت تعتقد أنني فعلت ذلك - فلا تتردد في الكتابة في التعليقات وتقديم مصادرك ، فسنناقش كل شيء.

تعلمون ، أود أن أكتب بأسلوب مماثل عن المغالطات التاريخية (مثل أسطورة الأرض المسطحة في العصور الوسطى ، وخوذات الفايكنج القرنية ونمو نابليون) ، لكنني لا أعتبر نفسي مؤهلاً في هذه الأمور. أقترح شخصًا لديه المعرفة المناسبة للقيام بذلك. سأكون سعيدًا بقراءة قصة رائعة عن الأوقات الماضية وكيف كان كل شيء موجودًا حقًا.

بالمناسبة ، حول الخوذات التي ذكرت للتو: هناك مقالة غريبة عن Giktimes " أسلحة العصور الوسطى والدروع: المفاهيم الخاطئة الشائعة والأسئلة الشائعة ". حسنًا ، فجأة يهتم شخص ما أيضًا.

ملاحظات

^{[1] Ser ↑ B. Sergeev "الترفيه الفسيولوجي" ، 1969 ، ص 151-157.
[2] ↑ أ. نوفيك ، "Batwing Flyers" // Young Naturalist. - 1975. - رقم 7. - S. 30-35.
[3] Fish خدمة الأسماك والحياة البرية الأمريكية. "مفاهيم خاطئة شائعة عن الخفافيش." أرشفة من النسخة الأصلية في 19 مايو 2008 .
^ جنيفر هيل . هجمات القرش الأبيض الكبير: تغيير الأساطير على ناشيونال جيوغرافيك.
[5] ↑ ماذا لو # 28 على xkcd بواسطة راندال مونرو .
[6] entry دخول الغلاف الجوي § فيزياء غاز طبقة الصدمة على ويكيبيديا.
[7] Are " هل النيازك ساخنة أم باردة عندما تصطدم بالأرض؟ قسم الفلك في جامعة كورنيل.
[8] ↑ النيازك لا تفرقع الذرة ، علوم ناسا.
[9] Glass " زجاج غير عضوي ". موسوعة سيريل وميثوديوس.
[10] ↑ Curtin، Ciara (February 2007)، "Fact or Fiction؟: Glass Is (Supercooled) Liquid" Scientific American.
[11] ↑ V.V. إيرمين ، يا. Borschevsky "أساسيات الكيمياء العامة والفيزيائية" ، 2012 ، الفقرة 3.2.}