"No todo es tan obvio": discutimos conceptos erróneos comunes

Me encantan Habr y Giktayms por la forma en que las personas sanas y educadas se reunieron aquí. Pero incluso siendo un maestro del pensamiento racional, puede quedar atrapado en decir algo estúpido solo porque no pensó en las alternativas a tiempo. Como dice el refrán, ¿cuántos conejillos de indias más deberían sufrir porque no son conejillos de indias o cerdos? Le sugiero que escuche una selección y discusión de algunos conceptos erróneos bastante comunes para que usted y yo estemos un poco menos equivocados. Veamos qué tan familiarizado está con las preguntas que han llamado la atención, y si conoce las respuestas correctas.

Al ver el XKCD # 843 en la imagen, me decepcionó un poco la ausencia de dicho artículo en Wikipedia en ruso, porque en inglés es - Lista de conceptos erróneos comunes . Al principio escribí un artículo allí. Sin embargo, las reglas de Wikipedia encontraron una cláusula sobre la inadmisibilidad de listas potencialmente inagotables y el artículo fue eliminado. Por desgracia, ciertamente no vivimos en este universo.

Y aquí aprovechamos el hecho de que no necesitamos adherirnos al estilo enciclopédico y solo hablar sobre algunas cosas interesantes. Y comenzaremos, tal vez, con algo vivo.

Ideas erróneas sobre los animales

¿Qué temperatura tienen los animales de sangre fría? Me interesa saber cuánto son más cálidos que el medio ambiente, y no me refiero en absoluto al calentamiento del sol. Recuerde que los procesos biológicos están asociados con la transferencia de energía (de una forma u otra), y la transferencia de energía rara vez ocurre con un 100% de eficiencia. Y las pérdidas, como se sabe por la termodinámica, se liberan en forma de calor. Para usted y para mí, este efecto es más notable cuando se trabaja con músculos y se digieren alimentos. Cuanto más rápido va el metabolismo, más se calienta el cuerpo. Aquí la relación entre el área de superficie (a través de la cual pasa la transferencia de calor) y el volumen del cuerpo es importante. La trucha pequeña de un arroyo de montaña es solo 0.012 ° más cálida que el agua, pero la temperatura corporal del atún grande o makayra ya es notable, no menos de 6 grados por encima de la temperatura del agua. ^[1]

Pero lo más notable aquí es cómo las hembras de algunos tipos grandes de pitones usan esta característica. ¡Incuban sus huevos! La pitón hembra se envuelve alrededor de la puesta de huevos, y tan pronto como la temperatura cae por debajo de la temperatura óptima, los músculos transversales comienzan a funcionar. Y el poder, como saben, tiene pitón considerable. Como resultado, la temperatura del cuerpo y los huevos puede aumentar en varios grados, lo cual es importante para el desarrollo completo de las serpientes. ^[1] Sí, los representantes de la sangre fría no solo pueden ser más cálidos que el medio ambiente, sino también calentarse a tal estado.

Ok, siguiente pregunta. ¿Cómo navegan los murciélagos en el espacio? Es ampliamente conocido que la mayoría de ellos usan la ecolocalización para esto. ¿Pero qué hay de la vista? Lo tienen: los murciélagos no son ciegos en absoluto , como muchos creen. Solo la vista para ellos no juega un papel principal e incluso más exclusivo. La mayoría de las alas (en apariencia similar a los murciélagos, pero pertenecen a una familia diferente) generalmente no son capaces de ecolocalizarse y tienen una excelente visión nocturna y sentido del olfato. ^[2]

Y los murciélagos, por cierto, son criaturas bastante avanzadas en términos de uso de sus capacidades. No solo conocen las distancias a los objetos, sino también su forma, dirección de movimiento e incluso textura. El espectro de ondas reflejadas se usa para esto en combinación con su retraso: los murciélagos no solo chirrían a altas frecuencias, sino que hacen ping en el espacio circundante, enviando "paquetes" ultrasónicos relativamente complejos. Pero incluso con un dispositivo tan conveniente para orientarse en el espacio, los murciélagos no carecen de visión y ven en la oscuridad. ^[3]

A menudo se escucha que los tiburones blancos confunden a los buzos y surfistas con animales pinnípedos (como focas, lobos marinos y morsas). Esto no es asi. ¿Cómo se sabe esto? Su comportamiento durante un ataque varía mucho: atacar una foca, un tiburón se dispara, agarra a su presa con una fuerza tremenda y la atormenta violentamente. En el caso de las personas, la situación es radicalmente diferente. Un tiburón nada y muerde constantemente, solo saborea un objeto desconocido. Como dijo Aidan Martin, director del Centro de Investigación de Tiburones ReefQuest en Vancouver, "tranquilo y no dramático". ^[4]

Conceptos erróneos de la física

Y aquí está mi favorito, en el que incluso los estudiantes de física pueden ser atrapados: ¿por qué motivo se calientan los cuerpos que entran en la atmósfera? Piensa con cuidado, todavía estás leyendo un artículo sobre conceptos erróneos. No, el asunto no está en la fricción, aunque juega un papel, sino más bien en la inhibición del cuerpo que en su calentamiento.

Comencemos con un modelo simple de física escolar. Imagine un objeto moviéndose rápidamente a través del gas (pero no demasiado rápido para que la termodinámica escolar sea suficiente). Antes de eso, el gas se comprime, seguido de un vacío. A una velocidad suficiente, la compresión se produce rápidamente y el gas se calienta adiabáticamente. Es decir, el cuerpo entrará constantemente en contacto con el gas calentado. Total, nuestro esquema es el siguiente: compresión de aire ⇒ calentamiento de aire ⇒ calentamiento de objetos. Pero nuestro razonamiento actual solo funciona a velocidades subsónicas. En realidad, la velocidad de entrada es mucho mayor y no solo cuesta compresión adiabática: las ondas de choque entran en juego . Sin embargo, el principio sigue siendo el mismo, ya que las ondas de choque pueden calentar de manera impresionante el medio (miles de grados) a través del cual pasan. Y a velocidades aún mayores suceden cosas aún más poderosas: los átomos de gas con un impacto tan rápido en ellos se ionizan y se forma un plasma. Así que aquí, a pesar de que la fricción viscosa parecía la respuesta obvia, la respuesta es incorrecta. ^{[5, 6]}

UPD: gracias vconst por la aclaración: el cuerpo todavía tiene superficies laterales que no he considerado. Y allí se notará la fricción (en términos de calentamiento). La última declaración del párrafo anterior se refiere solo a cuál de los procesos juega un papel dominante en el calentamiento en general.

Continuando con el tema de la caída desde arriba: ¿cómo te imaginas el momento del impacto en la tierra de un meteorito? Déjame adivinar: una pieza caliente de piedra / metal / algo más se estrella contra el suelo y, al dispersar el suelo, deja un cráter. Rebobinar un poco hacia atrás. Ya hemos examinado la cuestión de calentar nuestro (hasta ahora) meteorito sin fricción a alta velocidad a temperaturas suficientes para derretir sus capas externas. La sustancia líquida al rojo vivo simplemente se volará, y con una pobre conductividad térmica del meteorito, el calentamiento de todo el volumen será bastante ineficiente. Pero en el camino todavía tiene las capas más bajas de la atmósfera. Son densos, y lo más importante, fríos. Y el meteorito ya se había ralentizado. ¿Entiendes a lo que me refiero? Nuestra idea de un meteorito al rojo vivo no se corresponde necesariamente con la realidad. Los meteoritos pequeños que acaban de caer también pueden estar fríos. ^{[7, 8]}

Con los problemas de espacio resueltos, pasemos a lo más mundano. El vidrio no fluye a temperatura ambiente como un líquido muy viscoso. Realmente tiene algunas propiedades de un líquido, ya que es un material amorfo , pero su fluidez se manifiesta solo cuando se calienta a temperaturas cercanas a la llamada temperatura de transición vítrea . Y para vidrios de silicato típicos, esto es aproximadamente 400-600 ° C. ^[9] No hace tanto calor en tu casa, ¿verdad? Entonces tendrá que esperar un efecto notable durante un período de tiempo enorme, en comparación con el cual la historia de la humanidad parecerá bastante corta.

El hecho de que las vidrieras generalmente son más gruesas se suele interpretar como la confirmación de su lenta escorrentía durante siglos. De hecho, este es un costo de tecnología de producción, y se conocen ejemplos cuando el vidrio se instaló al revés, y durante varios siglos permaneció más grueso en la parte superior. ^[10]

Y el último. En verdad, esto no es del todo una falacia, aunque el tema es interesante: ¿el agua conduce una corriente eléctrica? Lo sé, la pregunta parece bastante dudosa, dado que las personas más educadas saben la mayor parte de la respuesta. Pero no todos. Vamos a resolverlo en orden.

La presencia de portadores de carga gratuita (aquellos que pueden moverse en una escala macroscópica) es responsable de la presencia de conductividad. Hay electrones libres en los metales y, por lo tanto, conducen la corriente perfectamente. No hay electrones libres en dieléctricos. Pero, ¿por qué el agua salada (y es salada) conduce bien la corriente también? La sal, al disolverse en agua, se disocia, es decir, se descompone en iones: $$ . Entonces, los portadores de carga gratuita aparecen en el agua. Cuando se aplica voltaje, aparece su movimiento ordenado, también conocido como corriente eléctrica. El mecanismo de conducción en este caso se llama iónico, en contraste con la conducción electrónica de metales. Una situación similar ocurre en el caso de soluciones de otras sustancias de la clase de electrolitos.

En consecuencia, una respuesta típica: “El agua salada conduce el pozo de corriente; el habitual también es ligeramente, pero peor, porque las sales en él todavía están disueltas y hay iones; pero destilado, de ninguna manera, ya que no hay iones allí ".

La razón por la que esta pregunta entró en el artículo es porque la última declaración es controvertida. Técnicamente, hay iones incluso en agua destilada. De donde Recordemos un poco de química: qué es el pH y para qué sirve el agua. Como dijeron en la escuela, este valor es responsable de la acidez, y es igual a 7 con el caso de H2O. Pero, ¿por qué exactamente 7? Matemáticamente $$ , es decir, es menos el logaritmo decimal de la concentración de iones H ⁺ , expresado en moles por litro. ^[11] ¡Y aquí están los iones! Esta es una manifestación de la llamada autodesociación del agua: incluso en agua súper destilada, siempre hay iones listos para entrar en un movimiento ordenado y conducir la corriente. Simplemente hay muy pocos de ellos (10 ⁻⁷ mol / litro), y no hay ningún valor práctico a partir de aquí. Pero, como dicen: "¡y sin embargo gira!"

Conozco otra pregunta errónea sobre la física: "¿Hace frío en el espacio?" Un artículo con una respuesta detallada ya está en Habré, por lo que no repetiré lo que escribí y me referiré a él. Los que lo deseen pueden satisfacer su curiosidad aquí: " Sobre el calor y el frío cósmicos ".

Conclusión

Como mencioné al principio, nadie está a salvo de errores y errores, y espero haber investigado lo suficiente sobre los problemas que he elegido para no escribir tonterías. Pero si cree que hice esto, siéntase libre de escribir en los comentarios y proporcionar sus fuentes, discutiremos todo.

Sabes, me gustaría escribir en un estilo similar sobre falacias históricas (como el mito medieval de la tierra plana, los cascos con cuernos de los vikingos y el crecimiento de Napoleón), pero no me considero competente en estos asuntos. Sugiero a alguien con el conocimiento apropiado para hacer esto. Estaré encantado de leer una historia fascinante sobre tiempos pasados ​​y cómo todo estaba realmente allí.

Por cierto, sobre los cascos que acabamos de mencionar: hay un curioso artículo sobre Giktimes " Armas y armaduras medievales: conceptos erróneos comunes y preguntas frecuentes ". Bueno, de repente alguien también está interesado.

Notas

^{[1] ↑ ↑ B. Sergeev "Fisiología entretenida", 1969, pp. 151-157.
[2] ↑ A. Novik, "Batwing Flyers" // Joven naturalista. - 1975. - No. 7. - S. 30-35.
[3] ↑ Servicio de Pesca y Vida Silvestre de EE. UU. "Conceptos erróneos comunes sobre los murciélagos". Archivado desde el original el 19 de mayo de 2008 .
^ Jennifer Hile . Great White Shark Attacks: Defanging the Myths on National Geographic.
[5] ↑ What-if # 28 en xkcd por Randall Munroe .
[6] ↑ Entrada atmosférica § Física de gas de capa de choque en Wikipedia.
[7] ↑ “ ¿Los meteoritos están calientes o fríos cuando golpean la Tierra? ", Departamento de Astronomía de la Universidad de Cornell.
[8] ↑ Los meteoritos no explotan en maíz , NASA Science.
[9] ↑ " Vidrio inorgánico ". Enciclopedia de Cirilo y Metodio.
[10] ↑ Curtin, Ciara (febrero de 2007), "Fact or Fiction?: Glass Is a (Supercooled) Liquid", Scientific American.
[11] ↑ V.V. Eremin, A.Ya. Borschevsky "Fundamentos de química general y física", 2012, § 3.2.}