1/2

Давайте посмотрим на пламя свечи. Почему оно так выглядит? Почему оно вытягивается вверх и дергается?

Ответ достаточно прост. Пламя окружает холодный воздух, который нагревается при горении и поднимается под действием выталкивающей силы, увлекая за собой пламя. Горячий воздух всегда сверху, холодный всегда снизу, помните?

Сила возникает благодаря силе тяжести, которая притягивает к Земле тяжелый холодный воздух, что приводит к выталкиванию легкого горячего.

#Физутро

2/2

А что, если убрать силу тяжести? После освоения космоса мы можем такое себе позволить!

При отсутствии силы тяжести выталкивающая сила также не возникает, и пламя собирается вокруг фитиля красивым колоколом. Оно дергается из-за различных неизбежных воздушных потоков, однако эти потоки не системны. Обратите внимание, насколько пламя свечи на МКС плавно переливается, в отличие от дергающегося пламени на поверхности Земли.

Еще можно заметить, что пламя на поверхности Земли имеет достаточно четкие границы, а пламя в космосе - размытые.

#Физутро

1/2
Мы вчера обсуждали, что горячий воздух поднимается вверх, из-за чего пламя свечи колеблется. Возникает вопрос - всегда ли работает принцип "горячее наверх, холодное вниз"?

Ответ: не всегда. Дело в том, что температура не отвечает за этот процесс, она лишь является индикатором. Ключевым параметром вещества является плотность, то есть, масса на единицу объема.

Вещества с большей плотностью опускаются вниз, выталкивая тем самым наверх вещества с меньшей плотностью. Горячий воздух поднимается вверх, потому что его плотность меньше, чем плотность холодного воздуха.

На видео простейший способ показать восходящие тепловые потоки от пламени свечи - теплый воздух поднимается и вращает спиральку.

#Физутро

2/2

Но есть как минимум один пример нарушения данной ситуации. Если охлаждать воду, то обнаружится интересная закономерность - наибольшая плотность воды соответствует температуре 4 градуса. То есть, "горячая" вода 4 градусов будет опускаться на дно, а холодная вода (например, 0 градусов) будет подниматься наверх!

Как вы понимаете, этой особенностью воды обитатели водоемов обязаны жизнью. Когда приходят холода, теплая вода опускается на дно и охлаждается уже только за счет медленной теплопроводности, а холодная поднимается наверх и превращается в толщу льда.

#Физутро

1/2
Внимательные зрители в позавчерашнем ролике обратили внимание, что парафин от свечки в условиях невесомости ведет себя очень интересно - он как бы прилипает к поверхности твердого парафина и болтается волнами рядом с ним. Почему так происходит? Все просто - поверхностное натяжение жидкостей.

Откуда оно берется? Между молекулами постоянно действуют межмолекулярные силы притяжения. Но если молекулу внутри слоя жидкости эти силы тянут во все возможные стороны, то для молекулы, находящиеся на границе, тянут де-факто только в одну сторону - обратно в жидкость.

На видео Михаил Корниенко показывает как под действием сил поверхностного натяжения вода в невесомости собирается в практически идеальный шарик.

#Физутро

2/2

Еще очень наглядная демонстрация того же самого явления. Мокрое полотенце выжимают в условиях невесомости. Вода под действием сил натяжения остается оболочкой вокруг рук и полотенца.

Обратите внимание, что некоторые капельки в форме идеальных шариков отлетают, когда Крис Хэдфилд дергает пальцами.

#Физутро

В эту прекрасную субботнюю субботу давайте просто посмотрим на нечто красивое. Перед нами всего лишь чашечка для саке. Она умеет менять цвет. Если ее охладить, то сакура станет голубой, а если нагреть, то розовой.

Здесь используются термочувствительные краски (лейкокраситель), принцип работы которых довольно сложен. Цвет предмета, который мы видим, зависит от того, какие цвета предмет поглощает, а какие отражает. При изменении температуры термочувствительные краски способны изменять свою кристаллическую решетку, из-за чего меняются поглощаемые-отражаемые цвета и, соответственно, видимый цвет предмета.

#Физутро

1/2
Не будем лишать воскресенье красивых вещей и посмотрим на реоскопическую жидкость в каллироскопе.

Каллироскоп - специальный прибор для визуализации потоков в жидкости.

Реоскопическая жидкость - жидкость с мелкими частицами. Чаще всего используют измельченную слюду, краситель и воду. Измельченная слюда очень хорошо блестит, что позволяет хорошо видеть даже небольшие изменения потоков в жидкости.

#Физутро

2/2
А вот на этом видео можно посмотреть применение реоскопической жидкости для изучения конвекции. Справа внизу находится нагреватель. Теплая вода поднимается вверх и заставляет жидкость циркулировать.

Мне очень нравится эта визуализация. Гораздо интереснее, чем растворяющаяся марганцовка, которую обычно применяют в данных целях.

#Физутро

Недавно мы смотрели на разрядный маятник. Давайте посмотрим на двойной разрядный маятник. Дуга зажигается между двумя проводящими шариками.

Вопрос знатокам - почему дуга зажигается не при каждом пролете шариков?

#Физутро