"Nicht alles ist so offensichtlich": Wir diskutieren häufige Missverständnisse

Ich liebe Habr und Giktayms, weil sich hier gesunde und gebildete Menschen versammelt haben. Aber selbst wenn Sie ein Meister des rationalen Denkens sind, können Sie etwas Dummes sagen, nur weil Sie nicht rechtzeitig über die Alternativen nachgedacht haben. Wie viele Meerschweinchen sollten leiden, weil sie keine Meerschweinchen oder Schweine sind? Ich schlage vor, dass Sie sich eine Auswahl und Diskussion einiger ziemlich häufiger Missverständnisse anhören, damit Sie und ich etwas weniger falsch liegen. Mal sehen, wie vertraut Sie mit den Fragen sind, die Aufmerksamkeit erregt haben, und kennen Sie die richtigen Antworten darauf.

Als ich die XKCD # 843 auf dem Bild sah, war ich ein wenig enttäuscht über das Fehlen eines solchen Artikels in der russischsprachigen Wikipedia, denn in englischer Sprache ist es - Liste häufiger Missverständnisse . Zuerst habe ich dort einen Artikel geschrieben. Die Wikipedia-Regeln enthielten jedoch eine Klausel über die Unzulässigkeit potenziell unerschöpflicher Listen, und der Artikel wurde gelöscht. Leider leben wir sicherlich nicht in diesem Universum.

Und hier nutzen wir die Tatsache, dass wir uns nicht an den enzyklopädischen Stil halten und nur über einige interessante Dinge sprechen müssen. Und wir werden vielleicht mit etwas Lebendigem beginnen.

Missverständnisse über Tiere

Welche Temperatur haben kaltblütige Tiere? Mich interessiert, wie viel wärmer sie sind als die Umwelt, und ich meine, dass sie sich überhaupt nicht in der Sonne aufwärmen. Sie erinnern sich, dass biologische Prozesse mit Energieübertragung verbunden sind (in der einen oder anderen Form) und Energieübertragung selten mit 100% Effizienz stattfindet. Und Verluste, wie sie aus der Thermodynamik bekannt sind, werden in Form von Wärme freigesetzt. Für Sie und mich macht sich dieser Effekt am deutlichsten bemerkbar, wenn Sie mit Muskeln arbeiten und Nahrung verdauen. Je schneller der Stoffwechsel geht, desto mehr erwärmt sich der Körper. Hierbei ist das Verhältnis zwischen der Oberfläche (durch die die Wärmeübertragung geht) und dem Körpervolumen wichtig. Kleine Forellen aus einem Gebirgsbach sind nur 0,012 ° wärmer als Wasser, aber die Körpertemperatur von großem Thunfisch oder Makayra ist bereits spürbar, nicht weniger als 6 Grad über der Wassertemperatur. ^[1]

Das Bemerkenswerteste hier ist jedoch, wie die Weibchen einiger großer Pythons diese Funktion nutzen. Sie schlüpfen ihre Eier! Die weibliche Pythonschlange wickelt sich um die Eiablage, und sobald die Temperatur unter die optimale Temperatur fällt, beginnen die Quermuskeln zu arbeiten. Und die Kraft, wie Sie wissen, hat Python beträchtlich. Infolgedessen kann die Temperatur des Körpers und der Eier um mehrere Grad ansteigen, was für die volle Entwicklung der Schlangen wichtig ist. ^[1] Ja, Vertreter der Kaltblütigen können nicht nur wärmer als die Umwelt sein, sondern sich auch in einen solchen Zustand erwärmen.

Ok, nächste Frage. Wie navigieren Fledermäuse im Weltraum? Es ist allgemein bekannt, dass die meisten von ihnen hierfür die Echolokalisierung verwenden . Aber was ist mit dem Sehen? Sie haben es - Fledermäuse sind überhaupt nicht blind , wie viele glauben. Allein der Anblick spielt für sie keine führende und noch exklusivere Rolle. Die meisten der geflügelten Fledermäuse (ähnlich wie Fledermäuse, gehören aber zu einer anderen Familie) sind in der Regel nicht zur Echolokalisierung fähig und verfügen über eine hervorragende Nachtsicht und einen hervorragenden Geruchssinn. ^[2]

Und Fledermäuse sind übrigens ziemlich fortgeschrittene Kreaturen, wenn es darum geht, ihre Fähigkeiten zu nutzen. Sie kennen nicht nur die Abstände zu Objekten, sondern auch ihre Form, Bewegungsrichtung und sogar Textur. Das Spektrum der reflektierten Wellen wird hierfür in Kombination mit ihrer Verzögerung verwendet: Fledermäuse quietschen nicht nur bei hohen Frequenzen, sie pingen den umgebenden Raum an und senden relativ komplexe Ultraschall- „Pakete“. Aber selbst mit einem so praktischen Gerät zur Orientierung im Weltraum sind Fledermäuse nicht ohne Sicht und sehen im Dunkeln. ^[3]

Es ist oft zu hören, dass weiße Haie Taucher und Surfer mit Flossenfüßern (wie Robben, Pelzrobben und Walrossen) verwechseln. Das ist nicht so. Wie ist das bekannt? Ihr Verhalten während eines Angriffs ist sehr unterschiedlich: Ein Seehund angreift, ein Hai schießt hoch, packt seine Beute mit enormer Kraft und quält sie gewaltsam. Bei Menschen ist die Situation radikal anders. Ein Hai schwimmt und beißt ständig und schmeckt nur ein unbekanntes Objekt. Aidan Martin, Direktor des ReefQuest Shark Research Center in Vancouver, sagte: "Gemächlich und nicht dramatisch." ^[4]

Missverständnisse aus der Physik

Und hier ist mein Favorit, an dem sogar Physikstudenten gefangen werden können: Aus welchem ​​Grund werden Körper, die in die Atmosphäre gelangen, aufgewärmt? Überlegen Sie genau, Sie lesen immer noch einen Artikel über Missverständnisse. Nein, die Materie ist nicht in Reibung, obwohl sie eine Rolle spielt, sondern in der Hemmung des Körpers als in seiner Erwärmung.

Beginnen wir mit einem einfachen Modell aus der Schulphysik. Stellen Sie sich ein Objekt vor, das sich schnell durch Gas bewegt (aber nicht zu schnell, als dass die Thermodynamik der Schule ausreicht). Davor wird das Gas komprimiert, gefolgt von einem Vakuum. Bei einer ausreichenden Geschwindigkeit erfolgt die Kompression schnell und das Gas erwärmt sich adiabatisch. Das heißt, der Körper kommt ständig mit dem erhitzten Gas in Kontakt. Insgesamt sieht unser Schema wie folgt aus: Luftkompression ⇒ Luftheizung ⇒ Objektheizung. Unsere derzeitige Argumentation funktioniert jedoch nur bei Unterschallgeschwindigkeit. In der Realität ist die Eintrittsgeschwindigkeit viel höher und kostet nicht nur adiabatische Kompression - Stoßwellen kommen ins Spiel . Das Prinzip bleibt jedoch dasselbe, da Stoßwellen das Medium (Tausende von Grad), durch das sie gehen, eindrucksvoll erwärmen können. Und bei noch höheren Geschwindigkeiten passieren noch mächtigere Dinge: Gasatome, die so schnell auf sie einwirken, werden ionisiert und es entsteht ein Plasma. Also hier, trotz der Tatsache, dass viskose Reibung die offensichtliche Antwort schien - die Antwort ist falsch. ^{[5, 6]}

UPD: danke vconst für die Klarstellung: Der Körper hat noch Seitenflächen, die ich nicht berücksichtigt habe. Und dort wird Reibung spürbar (in Bezug auf die Erwärmung). Die letzte Aussage des vorhergehenden Absatzes bezieht sich nur darauf, welcher der Prozesse beim Erhitzen im Allgemeinen eine dominierende Rolle spielt.

Fortsetzung des Themas des Fallens von oben: Wie stellen Sie sich den Moment des Aufpralls eines Meteoriten auf die Erde vor? Lassen Sie mich raten: Ein heißes Stück Stein / Metall / etwas anderes kracht in den Boden und hinterlässt einen Krater, der den Boden verstreut. Spulen Sie ein wenig zurück. Wir haben bereits die Frage untersucht, ob unser (bisheriger) Meteor durch Reibung mit hoher Geschwindigkeit auf Temperaturen erhitzt werden kann, die ausreichen, um seine äußeren Schichten zu schmelzen. Die glühende flüssige Substanz wird einfach weggeblasen, und bei schlechter Wärmeleitfähigkeit des Meteors ist die Erwärmung des gesamten Volumens ziemlich ineffizient. Unterwegs hat er aber noch die unteren Schichten der Atmosphäre. Sie sind dicht und vor allem kalt. Und der Meteor war bereits langsamer geworden. Verstehen Sie, worauf ich hinaus will? Unsere Vorstellung von einem glühenden Meteoriten entspricht nicht unbedingt der Realität. Kleine Meteoriten, die gerade gefallen sind, können auch kalt sein. ^{[7, 8]}

Wenn die Platzprobleme geklärt sind, gehen wir zum Alltäglicheren über. Glas fließt bei Raumtemperatur nicht als sehr viskose Flüssigkeit. Es hat wirklich einige Eigenschaften einer Flüssigkeit, da es ein amorphes Material ist , aber seine Fließfähigkeit manifestiert sich nur, wenn es auf Temperaturen nahe der sogenannten Glasübergangstemperatur erhitzt wird . Und für typische Silikatgläser sind dies ungefähr 400-600 ° C. ^[9] Bei dir ist es nicht so heiß, oder? Dann müssen Sie über einen langen Zeitraum auf einen spürbaren Effekt warten, im Vergleich dazu wird die Geschichte der Menschheit eher kurz erscheinen.

Die Tatsache, dass Buntglas normalerweise dicker ist, wird oft als Bestätigung seines langsamen Abflusses über Jahrhunderte interpretiert. Tatsächlich sind dies Kosten für die Produktionstechnologie, und Beispiele sind bekannt, als Glas verkehrt herum installiert wurde und mehrere Jahrhunderte lang oben dicker blieb. ^[10]

Und der letzte. In Wahrheit ist dies kein Irrtum, obwohl das Thema interessant ist: Leitet Wasser elektrischen Strom? Ich weiß, die Frage klingt ziemlich zweifelhaft, da die meisten gebildeten Leute den größten Teil der Antwort kennen. Aber nicht alle. Lassen Sie es uns in der richtigen Reihenfolge sortieren.

Das Vorhandensein von freien Ladungsträgern (solche, die sich makroskopisch bewegen können) ist für das Vorhandensein von Leitfähigkeit verantwortlich. In Metallen befinden sich freie Elektronen, die daher den Strom perfekt leiten. In Dielektrika gibt es keine freien Elektronen. Aber warum leitet salziges (und salziges) Wasser den Strom auch gut? Salz, das sich in Wasser löst, dissoziiert, das heißt zerfällt in Ionen: $$ . Kostenlose Ladungsträger erscheinen also im Wasser. Wenn Spannung angelegt wird, erscheint ihre geordnete Bewegung, auch als elektrischer Strom bekannt. Der Leitungsmechanismus wird in diesem Fall im Gegensatz zur elektronischen Leitung von Metallen als ionisch bezeichnet. Eine ähnliche Situation tritt bei Lösungen anderer Substanzen aus der Klasse der Elektrolyte auf.

Dementsprechend eine typische Antwort: „Salzwasser leitet den Strom gut; das übliche ist auch leicht, aber schlimmer, weil die Salze darin noch gelöst sind und es Ionen gibt; aber destilliert - in keiner Weise, da dort keine Ionen sind. “

Der Grund, warum diese Frage in den Artikel aufgenommen wurde, ist, dass die letzte Aussage umstritten ist. Technisch gesehen gibt es Ionen auch in destilliertem Wasser. Woher? Erinnern wir uns an ein wenig Chemie: Was ist der pH-Wert und was ist er für Wasser? Wie sie in der Schule sagten, ist dieser Wert für den Säuregehalt verantwortlich und entspricht 7 im Fall von H ₂ O. Aber warum genau 7? Mathematisch $$ das heißt, es ist minus dem dezimalen Logarithmus der Konzentration von H ⁺ -Ionen, ausgedrückt in Mol pro Liter. ^[11] Und hier sind die Ionen! Dies ist eine Manifestation der sogenannten Autodissoziation von Wasser: Selbst in superdestilliertem Wasser sind immer Ionen bereit, in eine geordnete Bewegung einzutreten und Strom zu leiten. Es gibt einfach nur sehr wenige (10 - ⁷ mol / Liter), und von hier aus gibt es keinen praktischen Wert. Aber wie sie sagen: "Und doch dreht es sich!"

Ich kenne eine andere coole Physik-Missverständnisfrage: "Ist es kalt im Weltraum?" Ein Artikel mit einer detaillierten Antwort darauf ist bereits auf Habré, daher werde ich das, was ich geschrieben habe, nicht wiederholen und darauf verweisen. Wer möchte, kann hier seine Neugier befriedigen: " Über kosmische Hitze und Kälte ."

Fazit

Wie ich eingangs erwähnt habe, ist niemand vor Fehlern und Irrtümern sicher, und ich hoffe, dass ich genug über die von mir gewählten Themen recherchiert habe, um keinen Unsinn zu schreiben. Aber wenn Sie denken, dass ich das getan habe - schreiben Sie in die Kommentare und geben Sie Ihre Quellen an, wir werden alles besprechen.

Weißt du, ich würde gerne in einem ähnlichen Stil über historische Irrtümer schreiben (wie den mittelalterlichen Mythos des flachen Landes, die gehörnten Helme der Wikinger und das Wachstum Napoleons), aber ich halte mich in diesen Angelegenheiten nicht für kompetent. Ich schlage jemanden mit dem entsprechenden Wissen vor, um dies zu tun. Ich werde froh sein, eine faszinierende Geschichte über vergangene Zeiten zu lesen und wie alles wirklich da war.

Übrigens zu den gerade erwähnten Helmen: Es gibt einen merkwürdigen Artikel über Giktimes „ Mittelalterliche Waffen und Rüstungen: häufige Missverständnisse und häufig gestellte Fragen “. Nun, plötzlich ist auch jemand interessiert.

Anmerkungen

^{[1] ↑ ↑ B. Sergeev "Entertaining Physiology", 1969, S. 151-157.
[2] ↑ A. Novik, „Batwing Flyers“ // Junger Naturforscher. - 1975. - Nr. 7. - S. 30-35.
[3] ↑ US Fish & Wildlife Service. "Häufige Missverständnisse über Fledermäuse." Archiviert vom Original am 19. Mai 2008 .
↑ Jennifer Hile . Angriffe des Weißen Hais: Die Mythen auf National Geographic entlarven .
[5] ↑ Was wäre wenn # 28 auf xkcd von Randall Munroe .
[6] ↑ Atmosphärischer Eintrag § Schockschichtgasphysik auf Wikipedia.
[7] ↑ „ Sind Meteoriten heiß oder kalt, wenn sie auf die Erde treffen? ", Abteilung für Astronomie an der Cornell University.
[8] ↑ Meteoriten knallen kein Mais , NASA Science.
[9] ↑ „ Anorganisches Glas “. Enzyklopädie von Cyrill und Methodius.
[10] ↑ Curtin, Ciara (Februar 2007), "Fakt oder Fiktion ?: Glas ist eine (unterkühlte) Flüssigkeit", Scientific American.
[11] ↑ V.V. Eremin, A.Ya. Borschevsky "Grundlagen der Allgemeinen und Physikalischen Chemie", 2012, § 3.2.}