Почему дерево трещит при горении?

В предыдущей публикации я выкладывал видео с костром, в котором сухие дрова при горении периодически трещат, выстреливая при этом кусками угольков. Давайте разберемся, почему так происходит.

На самом деле, вопрос достаточно лёгкий и он, кстати, встречается в заданиях ОГЭ по физике. Ребята, с которыми мы занимаемся, знают ответ.

Дело в том, что трещит только сухое дерево, так как это пористый материал и в его порах находится воздух, в отличие от влажного дерева, в котором находится вода. Воздух, находящийся в пространстве между деревянными волокнами, нагревается от огня и, как мы знаем, расширяется. Расширяясь, он оказывает давление на деревянные волокна, которыми окружён, и при достижении предельного значения нагрузки, волокна разрушаются. А так как дерево достаточно хрупкий материал, разрушается он резко и быстро, а накопленная расширяющимся от температуры воздухом энергия внутри него мгновенно высвобождается и кусок нагретого дерева резко вылетает. Так же как лопается мыльный пузырь или воздушный шар, принцип такой же. Только оболочка, которой окружён воздух не мыльная пленка или кусок резины, а нагретая деревяшка.

Кстати в мокром дереве вместо воздуха внутри находится вода, и она при нагревании начинает испаряться, издавая шипение, возникающее при выходе пара из маленьких отверстий между волокнами. Также шипит и любой испаритель.

Вот такая простая физика, о которой вы в повседневной жизни редко задумываетесь, но для повышения эрудиции будет полезно.

Моему преподавательскому стажу исполнилось 10 лет!

Прошедший учебный год у меня юбилейный. Этим летом исполнилось 10 лет с тех пор, как я, сам того не ожидая, встал на преподавательский путь и взял себе первого ученика. Так что, принимаю поздравления.

Начал я учить детей физике и математике, как и все студенты, от бедности, будучи на третьем курсе института. В нашем вузе, кстати, это очень распространено, так как здесь сильная математика и физика, и на протяжении первых трёх лет дают сильную фундаментальную базу, которую, хорошо освоив, студенты применяют для заработка. Вот и я оказался не исключением.

Многие сильно развиваются в этом направлении и после окончания вуза остаются преподавать в индивидуальном или групповом порядке, не идя работать по специальности. Мне же этот путь был не сильно интересен, и рассматривался мной, скорее как запасной. Я увлекся наукой и на протяжении последних лет пытался построить карьеру ученого. А преподавательская деятельность и вы, мои дорогие подписчики, которые пользовались (и пользуются) моими услугами, не давали мне бросить этот финансово тяжёлый путь научной деятельности в нашей стране.

Спасибо всем вам за то, кем я стал, и за то, что интересен вам. Без вас я бы уже давно ушел быть программистом, а мне это не очень нравится.

Если интересно, как проходил мой путь и чем я занимался в этой области, ставьте реакции, расскажу.

Сегодня рабочий день проходит вот так.

Кстати, на этой неделе разбил на работе градусник за 5 минут до конца рабочего дня... Везунчик) пришлось задерживаться и собирать эти шарики. Кажется пора в отпуск.

Ну вот, уже отдыхаю.

Всем привет. Возвращаюсь потихоньку к работе, отдохнул неплохо. Покидайте в комментариях темы, в которые вы бы хотели побольше углубиться и изучить. У меня есть, конечно, в запасе, но хочется актуализировать спрос. Открыт к диалогу.⬇️

Ну что ж, если никто не выразил свои пожелания, тогда продолжаем узнавать темы на мой выбор, следующий пост - одна из них.

Как работает лазер?

Друзья, у всех на слуху, а у многих и в жизни звучит это, казалось бы, обыденное в наше время слово "лазер". Лазерное излучение, используется уже повсеместно, но мало кто догадывается, что за этим словом стоит большой прорыв в физике в свое время. Давайте разберемся, как все устроено.

Лазер - это устройство, которое создает и усиливает световые лучи, чтобы они имели высокую интенсивность и были сфокусированными. Принцип работы лазера основан на явлении, называемом стимулированной эмиссией.

Стимулированная эмиссия - это явление, при котором фотон света, проходя через активную среду лазера, сталкивается с атомом или молекулой в возбужденном состоянии и вызывает переход этого атома или молекулы в основное состояние, сопровождаясь испусканием фотона света того же самого цвета и в том же направлении. Этот испущенный фотон может затем стимулировать другие атомы или молекулы к испусканию фотона света, создавая цепную реакцию усиления света.

Для достижения усиления света в лазере используется активная среда, которая может быть газом, жидкостью или твердым материалом. В активной среде содержатся атомы или молекулы, которые находятся в возбужденном состоянии. Это возбуждение может быть достигнуто различными способами, например, путем подачи электрического тока или поглощения фотонов света.

Чтобы достичь этого усиления света, в лазере используется система зеркал. Одно из зеркал полупрозрачное, позволяет некоторому свету пройти через него, а другое зеркало полностью отражает свет. Когда фотоны света проходят через активную среду, они отражаются между отражающими зеркалами и проходят через активную среду множество раз, усиливаясь при каждом проходе.

Этот процесс усиления продолжается до тех пор, пока большая часть света не покидает лазер через полупрозрачное зеркало в виде сфокусированного и яркого луча света.

Принцип работы лазера можно сравнить с эффектом эха в узком коридоре. Когда вы произносите слово, оно отражается от стен и усиливается, создавая эффект громкости и ясности звука. Также и в лазере свет усиливается и фокусируется, создавая яркий и направленный луч света.

Однако для достижения усиления света и создания лазерного луча также необходимо достичь условия инверсной населенности. Инверсная населенность означает, что число атомов или молекул в возбужденном состоянии превышает число атомов или молекул в основном состоянии. Это достигается путем подачи энергии в активную среду, чтобы возбудить большее количество атомов или молекул, когда это становится необходимо, и поддерживать инверсную населенность.

Когда условие инверсной населенности достигнуто и обратная связь создана с помощью зеркал, происходит усиление света и создание лазерного луча. Лазерный луч имеет высокую яркость и сфокусированность благодаря процессу стимулированной эмиссии и обратной связи в системе.

Вот такой вот принцип работы привычного нам устройства. Ставьте реакции, пишите комментарии, если что-то непонятно.

Всем привет. Не очень регулярно выходит выкладывать посты. После того, как я отлично отдохнул в отпуске навалилось много работы и домашних забот. Сейчас вот ещё и учебный год начался, втягиваюсь снова в жёсткий график совмещения основной работы с преподаванием. Плюс ещё затеял некоторые занятия для развития своих профессиональных навыков. Тоже время отнимает.

В данный момент на работе непрерывно использую электронную дифракцию и изучаю новые трубы большого диаметра для магистральных газопроводов. Ну тех, что, вроде как, собираются быть силой Сибири или что-то вроде того. В общем до октября надо проделать неимоверное количество образцов и дать рекомендации по технологии. Остаётся только желать сил мне и моим коллегам.

Кстати, сейчас тестирую использование нейросетей для помощи в поиске информации для постов, похоже, очень полезная вещь. Посмотрим, что из этого выйдет.

Не теряйтесь, скоро что-нибудь выложу)

Всем привет после длинного перерыва!

Если кто-то из вас здесь еще остался не потому что этот чат ушел далеко вниз, а потому что ждал от меня посты - вы молодцы.
Мне все еще интересно вести этот блог и получать от моей небольшой аудитории обратную связь. Однако обстоятельства заставляют расставлять приоритеты.

На вопрос, куда я пропал отвечу коротко - я стал отцом. Жизнь закрутилась вокруг другого человека, который забирает 100% времени и сил. Это резкое изменение ритма жизни ввело меня в шок, от которого я спустя больше чем год начинаю потихоньку отходить. И вот на праздниках я немного остановился и решил, что пора возобновлять свою деятельность.

Зачем мне это надо?

Во-первых, я все еще продолжаю свою преподавательскую деятельность, совмещая с основной работой. Теперь намного в меньшем количестве, но продолжаю. Скрывать не буду, сарафанное радио работает, спасибо за это вам, но, каналов привлечения клиентов много не бывает в нашем нестабильном мире.

Во-вторых, у меня осталось много задумок и тем для постов, которые хотелось бы осветить для вас и сделать вас чуточку умнее. И каждый день рождаются новые идеи.

В-третьих, на своей основной работе я стал получать меньше удовольствия от результатов (об этом напишу подробнее). Поэтому такое хобби, как блог может меня взбодрить.
Всем спасибо, кто остался и будет делиться моими постами с друзьями. Надеюсь, что меня хватит надолго.

Единственное, изменение, которое ждет этот блог - будет больше лайфстайла (в основном рабочего) и мимолетных мыслей о происходящем вокруг. Все-таки, мне кажется, что так блог будет интереснее и живее. По себе знаю, читать серьезные посты про физику после тяжелого рабочего дня не всем по силам. Да и у меня на эти посты уходит очень много времени и сил. В нынешних обстоятельствах мне так проще, наверное. Так что надеюсь на понимание. Но большие статьи про разные явления все равно будут. Один из таких будет завтра.

Почему при образовании льда вещество расширяется?

Все мы, наверняка, помним школьные опыты или рассказы о том, что если налить в стеклянную бутылку воду и поставить ее в морозилку, то при образовании льда бутылка лопнет, т.к. лед занимает больший объем по сравнению с водой. Кто-то из вас задумывался, почему это происходит? Ведь большинство веществ в природе расширяются при увеличении температуры, и при переходе из твердого состояния в жидкое, а у льда все наоборот.

Все из-за уникальной структуры льда и связей атомов в ней. В большинстве веществ в твердом состоянии атомы расположены плотнее друг к другу, чем в жидком. После плавления им нужно больше места, чтобы колебаться и двигаться в пространстве, чем и отличается жидкое состояние от твердого, в котором атомы не уходят со своих мест, а лишь колеблются вокруг них. У льда структура более «пористая» и атомы расположены так, что между ними много пустот (см. рисунок), которые при разрушении кристаллической решетки (плавлении) заполняются молекулами. Именно поэтому плотность льда меньше плотности воды, он может плавать на поверхности воды, а при затвердевании занимает больший объем (примерно на 9%).

Атомы кислорода в кристаллической структуре льда образуют гексагональную (шестигранную) решетку, а каждая молекула H2O связана с четырьмя другими молекулами водородными связями. Из курса школьной химии мы знаем, что в молекуле воды атомы связаны ковалентной полярной связью, а между молекулами воды возникают водородные связи. Каждая молекула воды может образовывать до четырех таких связей с соседними молекулами. Чтобы водородные связи в структуре льда были максимально стабильны, молекулы должны находиться под определённым углом и на заданном расстоянии друг от друга. Это приводит к тому, что расстояния между ними становятся больше, чем в более "плотных" состояниях, таких как жидкая вода.

Вчера узнал, что два моих ученика прошли в заключительный тур олимпиады Росатом по обоим предметам. Это, конечно, ещё далеко не победа, но определенный успех. Усердный долгий труд даёт первые плоды. Теперь ребята в Москве будут соревноваться с финалистами. Посмотрим, что из этого выйдет.

Кстати летом-осенью проходил небольшое повышение квалификации по олимпиадам. Теперь могу размахивать сертификатами как врачи частных клиник 😁(нет). На самом деле бумажки - дело десятое, но курсы полезные были. Есть своя специфика в этом направлении.

Такие вот сообщения иногда получаю. Хочется пожелать всем не терять голову и немного думать о будущем, а родителям - терпения...

У меня кстати за последние два года не один ученик так перестал заниматься. По разным причинам. Контакт с ними у нас был нормальный, просто в какой-то момент решают, что это им не нужно. Ну а мне так даже легче, т.к., если человека заставлять делать то, что ему не нужно, вряд-ли что-то хорошее из этого получится, как бы я не старался. А ведь это время можно уделить ребятам, которые действительно хотят учиться. И познал я эту мысль спустя 11 лет педагогической практики

Продолжаю мысль. Надо же как-то заполнять эфир, пока созревает новая интересная тема 😁.

Как я уже сказал, сейчас стал позволять себе даже по своей инициативе отказываться от ребят, если вижу что им откровенно это не надо. Родители часто не знают, что в голове у подростка (а у меня в основном 8-11 классы). Я всегда говорю, что те или иные успехи в учебе в таком возрасте - результат усердной работы троих - преподавателя, ученика и родителей. Но для родителей работа не заключается в кнуте. Моя задача - структурировать предмет так, чтобы его не боялись (а для математики и физики это частая проблема) и доходчиво объяснить. И, естественно, я много требую самостоятельной работы. Без этого никак.

Раньше я пытался тянуть всех и за всех брался. На то были у меня и корыстные причины, конечно. Сейчас, если я вижу, что человек регулярно не работает сам, из-за чего прогресс почти не заметен, сначала прошу повлиять родителей, а, когда результата нет - прощаюсь. Потому что время и силы свои стал ценить.

А ещё одна причина, по которой я начал это делать и которая меня больше всего раздражает - претензии родителей по поводу отсутствия прогресса. А такое регулярно происходит. Получается полнейший мартышкин труд.

Так что сейчас стараюсь работать на качество, а не количество.

Как говорит моя жена (кстати, тоже преподаватель) - научить нельзя, можно только научиться.

Можете в комментариях поспорить со мной или написать свои мысли)

Заезженная тема, но хотелось бы услышать ваши ответы, потому что дальше расскажу кое-что интересное.
Вы наверняка знаете, зачем эти зазоры в рельсах? Пишите в комментарии.