Где собака зарыта?

Где собака зарыта?

Продолжение. См. №18/05

К.Ю. Богданов,

школа №1326 г. Москва
[email protected]

2. Что такое пыль?

Пыль — взвешенные в воздухе очень
мелкие твёрдые частицы органического или
минерального происхождения. Обычно пыль при
большой влажности превращается в грязь.
Отдельные частицы пыли имеют размеры от 10^–9
до 10^–4 м и самую различную форму. Они могут
нести электрический заряд или быть
электронейтральными. Концентрацию пыли часто
выражают числом частиц в единице объёма. Меньше
всего пыли на вершинах гор, например, в Альпах её
концентрация всего 200–2000 см^–3. На улицах
крупных городов пыли в сотни раз больше, а в жилых
помещениях её концентрация достигает 6•10⁶
см^–3. Постоянными источниками пыли
являются некоторые виды производства, сельского
хозяйства, транспортные средства, а также пожары,
извержения вулканов, движущиеся ледники и
различные катастрофы. Пыль причиняет ущерб
промышленному оборудованию, снижает качество
выпускаемой продукции, а также может быть
причиной самых разных заболеваний. Поэтому
исследование пыли – важная научно-техническая
проблема.

Одна из крупнейших катастроф
современности, когда в результате обрушения двух
450-метровых небоскрёбов Всемирного торгового
центра образовалось более 100 000 т
микроскопической пыли

Как избавиться от пыли? Для устранения
пыли воздух пропускают через специальные
пылеуловители, которые работают на самых
различных эффектах. Многослойные тканевые
фильтры бытовых пылесосов могут задерживать 99,9%
частиц размером более 1 мкм. Так как частицы пыли
способны электризоваться, то для их удаления
часто применяют фильтры, внутри которых
находится электрозаряженный элемент,
притягивающий к себе микрочастицы. Для того
чтобы сделать пылеудаление более эффективным,
воздух в помещении ионизируют.

В некоторых современных
пылеуловителях бытового и промышленного
назначения используется центробежный способ
концентрации микрочастиц. Воздух в этих
устройствах заставляют вращаться, после чего
частицы пыли, отброшенные от центра вращения,
собирают на периферии.

Конструкция современного пылесоса

Влажный воздух служит хорошим
индикатором пыли. Конденсация влаги (образование
тумана) из пара может происходить только на так
называемых ядрах конденсации. Такими ядрами и
служат мельчайшие пылинки, парящие в воздухе.
Поэтому, чем больше пыли в воздухе, тем чаще и
гуще там туманы. Туманы, осаждаясь на землю,
очищают воздух от пыли. Однако избавляться от
пыли, осаждая её парами воды, чаще всего не
представляется возможным. А когда это удаётся, то
приходится бороться уже с грязью. Поэтому физики
сейчас исследуют процессы, приводящие к слипанию
частичек пыли, чтобы впоследствии ими можно было
управлять, превращая облако пыли в маленький
камешек, падающий на землю.

Силы Ван-дер-Ваальса. Это главные силы,
приводящие к слипанию между собой одинаковых
молекул и состоящих из них мельчайших частичек.
Вот как работают эти силы.

Неполярную молекулу (например, О₂
или Н₂) можно изобразить в виде сплюснутого
эллипсоида. В среднем, количество электронов у
такой молекулы слева и справа одинаково.

Однако даже у неполярной молекулы
время от времени один из концов становится
отрицательным, а противоположный –
положительным. Став на очень короткое время
диполем, молекула электризует соседнюю молекулу,
и они притягиваются друг к другу.

Это и есть силы Ван-дер-Ваальса,
которые иногда ещё называют дисперсионными
силами, т.е. силами, препятствующими рассыпанию
(распылению) твёрдых тел и испарению жидких.
Легко догадаться, что чем больше размер
неполярной молекулы (например, инертного газа),
тем в больших пределах может изменяться величина
её электрического дипольного момента, оставаясь
в среднем равной нулю. Поэтому притяжение между
соседними молекулами высокомолекулярных
соединений больше, чем у низкомолекулярных, при
прочих равных условиях. А значит, температура
кипения высокомолекулярных жидкостей должна
быть выше, чем низкомолекулярных, что хорошо
известно. К сожалению, в совершенстве управлять
силами Ван-дер-Ваальса физики ещё не научились, и
поэтому мгновенно превратить облако угольной
пыли в кусочек угля ещё не могут.

Когда пыль взрывается? То, что мука
взрывоопасна, люди знали очень давно. Достаточно
уронить пакет с мукой так, чтобы концентрация
муки в воздухе составила более 50 г/м³, а
потом «случайно» зажечь спичку – и неминуемо
раздастся взрыв. Такие взрывы довольно часто
происходят на элеваторах и нередко
сопровождаются жертвами. Происходит это из-за
того, что в муке много крахмала, а крахмал – это
много-много соединённых между собой молекул
сахара. Каждая же из молекул сахара «хорошо»
сгорает в воздухе, превращаясь в углекислый газ и
воду и выделяя при этом большое количество
теплоты. В обычных условиях муку зажечь совсем не
легко. Это случается лишь тогда, когда частички
муки распылены в воздухе, и каждая окружена
кислородом. В этих условиях частичкам размером
менее 0,1 мм легко соединиться с кислородом, и они
горят с огромной скоростью – детонируют.
Взрывоопасной оказывается мелкодисперсная
пудра очень многих веществ, окисляющихся в
присутствии кислорода.

Космическая пыль – вид пыли, не дающий
покоя астрофизикам. Последние гипотезы
связывают появление космической пыли со
взрывами звёзд и утверждают, что эта пыль была
первым твёрдым веществом во Вселенной.
Считается, что все планеты образовались из
сгустков космической пыли под действием
гравитации, хотя окончательная модель этих
процессов ещё не построена. Космическая пыль
мешает вести наблюдения астрономам, заслоняя от
них некоторые области звёздного неба и создавая
так называемые тёмные туманности. В других
случаях, наоборот, свет соседних звёзд,
рассеиваясь на облаках космической пыли, делает
их видимыми.

Химический анализ показал, что в
космической пыли очень много углерода (5–10%),
поэтому она могла стать источником
возникновения органической жизни на Земле на
основе углерода, – ведь в среднем каждый день на 1
м2 нашей планеты опускается из космоса 1 пылинка,
что в сумме составляет около 100 т.

Космические пылинки

Космические пылинки размером с
частичку, образующую дым, являются крошечными
родственниками метеоритов – микрометеоритами.
Астероиды и кометы служат постоянными
поставщиками космической пыли на Землю. Малые
размеры (менее 0,2 мм) позволяют пылинкам достичь
поверхности Земли, не сгорев. На Земле
космическую пыль можно найти в глубоководных
отложениях на дне морей и океанов, в толще
арктического льда и в стратосфере. Специальная
программа сбора и изучения космической пыли
проводится на околоземной орбите с помощью
международной космической станции.

Беспилотные космические корабли,
исследовавшие окрестности Юпитера и Сатурна,
обнаружили там потоки космической пыли,
источниками которых служат эти гигантские
планеты. Оказалось, что мельчайшие частицы пыли
размером 2^–50 нм несутся от Сатурна со
скоростью около 100 км/с. Разгоняться до таких
высоких скоростей им помогает электрический
заряд, приобретённый после взаимодействия с
солнечной радиацией, и магнитное поле этой
планеты. Однако потери этих гигантских планет от
постоянного «пылевого ветра», дующего в космос,
ничтожны. Так, Юпитер теряет каждую секунду всего
от 20 г до 1 кг массы.

Лунная пыль – самая изученная из всех
видов космической пыли. Ещё задолго до высадки
космонавтов на Луну учёные задались вопросом,
существует ли слой пыли, парящий на высоте
нескольких километров над её поверхностью. В
принципе, такой слой пыли мог появиться при
равенстве между электростатической силой
отталкивания одноимённо заряженной пыли и Луны и
гравитационной силой притяжения между ними.
Очевидно, что такой слой пыли сделал бы процесс
прилунения очень сложным и опасным. Однако
простой расчёт, доступный любому
старшекласснику, показывает, что равенство
электростатических кулоновских сил
отталкивания и гравитационных сил, если оно есть,
будет справедливо для любого расстояния между
Луной и пылинкой, а поэтому никакого плотного
слоя пыли быть там не может.

В 1972 г. одному из американских
астронавтов (экспедиция «Аполлон-17»), Х.Шмидту
после высадки на Луну и прогулки по её пыльной
поверхности показалось, что вокруг пахнет
порохом. Причиной этого оказалась лунная пыль,
просочившаяся в скафандр астронавта. Шмидт даже
стал чихать, и у него развилась аллергия – лунный
вариант сенной лихорадки. Кроме того,
прилипающая снаружи к скафандру пыль мешала
передвигаться и создавала массу проблем в работе
многих систем и приборов. Отсутствие атмосферы
на Луне создало идеальные условия для
возникновения и сохранения там очень толстого
слоя пыли. Во-первых, всё, что летело в сторону
Луны, благополучно долетело до её поверхности, а
не сгорело в атмосфере, как это происходит на
Земле. Во-вторых, на Луне нет ветров, рек и
дождевых потоков, а значит, вся космическая пыль,
смешанная с микро- и макрометеоритами, лежит там,
куда упала очень давно или совсем недавно.

Микроскопический анализ лунной пыли
показал, что она является смесью мельчайших
базальтовых фрагментов, шариков и острых
кусочков вулканического стекла с вплавленными
минералами. После того, как несколько сот
килограммов пыли были доставлены американскими
астронавтами на Землю, возникли проекты по
борьбе с пылью при следующих высадках на Луну.
Оказалось, что лунная пыль очень богата
элементарным железом. На Земле встречаются
только оксиды железа, а чистое железо сразу
окисляется и ржавеет.

Известно, что атомы железа поглощают
микроволновую энергию на частотах, используемых
в бытовых СВЧ-печках (2,45 ГГц). Поэтому авторы
одного из проектов предлагают доставить на Луну
СВЧ-устройства и обработать всю пыль в месте
будущей высадки. Под действием СВЧ-излучения
железо, вкраплённое в стеклянные пылинки, быстро
нагреется до 1200 °С и расплавится. После этого оно
начнёт нагревать и плавить стекло. В результате,
частички лунной пыли должны сплавиться и
образовать гладкую стекловидную поверхность.
Это могло бы уберечь экипаж будущей экспедиции
от неблагоприятного воздействия лунной пыли.

Продолжение в № 22

З’їж мене! 5 головних причин переїдання

Ви їсте, коли хвилюєтеся, коли сумуєте або коли сумуйте А може бути, щоб зігрітися або порадіти Чи не можете втриматися, якщо бачите відкритий пакетик з чіпсами Ми розповімо, як відрізнити справжній голод від емоційного.

Що б з’їсти, щоб схуднути Це питання постійно крутиться в голові і ви не можете відмовитися від хрустких крекерів, повітряного попкорну, чудових чіпсів з холодною колою і ніжного молочного шоколаду Пора зрозуміти, що змушує вас є більше, ніж потрібно, і позбавитися від згубної звички — назавжди.

Причина №1. Ви не помічаєте, що їсте

Ви їсте і одночасно дивіться кіно чи читаєте новини в інтернеті. Ви тягнетеся за бутербродом, щоб відкусити ще шматочок, і раптом розумієте, що сендвіч скінчився. Коли ви встигли доїсти Як це вийшло І якщо ви все ще голодні, не покласти на тарілку чи ще що-небудь Проблема в тому, що ви не можете сконцентруватися на процесі їжі, не отримуєте від нього задоволення і не можете контролювати обсяг порції — це одна з найпоширеніших причин переїдання.

Рішення: Закрийте книгу, вимкніть телевізор і комп’ютер, приберіть подалі телефон, візьміть невелику тарілку, саму маленьку виделку і сядьте за стіл. Маленькі прилади допоможуть вам зосередитися на процесі прийому їжі і їсти повільніше. Якщо під час робочого дня у вас дійсно немає жодної вільної хвилини, і доводиться перекушувати прямо за столом, не їжте з пакетів або великих упаковок. Покладіть їжу на тарілку і утримайтеся від добавок.

Рада читачки: Я їм за розкладом

Я позбулася від зайвих кілограмів завдяки тому, що стала завжди є сидячи за столом. Комусь ця порада може здатися очевидним, але у мене троє маленьких дітей (8, 6 і 5 років), і я цілий день щось готую, мою і прибираю. Раніше я жувала на ходу, доїдаючи все те, що залишали на тарілках діти. Тепер у нас вдома жорстке правило: всі допомагають мамі накривати на стіл і їдять разом. За два місяці мінус 4 кілограми!

Ганна, 36 років, Волгоград

Причина №2. Ви їсте по ночах

До 10 години вечора, коли домашні справи закінчені і діти покладені в ліжку, у вас залишаються сили тільки на те, щоб сісти перед телевізором з пакетом печива і келихом вина. Дієтологи впевнені, що саме такі вечірні перекуси і стають причиною зайвих кілограмів. За статистикою Американського національного інституту харчування, жінки, які регулярно їдять перед сном, споживають на 15% більше калорій більше тих, хто зупиняється відразу після вечері.

Рішення: Якщо кожен вечір, приблизно в один і той же час, ви відчуваєте непереборне бажання перекусити, справа швидше за все не у відчутті голоду, а в звичкою. Постарайтеся трохи змінити звичний режим дня. Замість перегляду серіалу почитайте книгу, приділіть кілька хвилин вправ на розтяжку або прогуляйтеся у дворі. Кіно і чіпси — відмінне поєднання, але їсти чіпси під час йоги вам навряд чи захочеться.

Рада читачки:

Як я перестала наїдатися на ніч

Якщо перед сном я відчуваю голод, то їм тільки ягоди, натуральний йогурт і свіжі овочі (морква, селера, огірки). Калорій в цих продуктах зовсім небагато, так що я не поправляюся, але і лягати спати голодною теж не доводиться

Катерина, 42 роки, Нижній Новогород

Причина №3. Ви постійно жуєте в перервах між обідом і вечерею

Ви багато разів чули, що дробове харчування дозволяє підтримувати оптимальну вагу, але чому ж вам до цих пір не вдається позбутися від зайвих кілограмів Як і радять дієтологи, ви не голодуєте, намагаєтеся перекушувати між основними прийомами їжі, але в результаті не можете зупинитися та їсте занадто багато.

Рішення: Щоб дробове харчування працювало на вас, в ідеальному перекус повинно бути не більше 150 калорій і не менше 14 г білка. Приміром, цим вимогам відповідають два зварених круто яйця або стаканчик натурального йогурту. І намагайтеся не піддаватися спокусливим написам на упаковках. Так, маркування без цукру, 0% жиру або без консервантів змушують нас майже вдвічі недооцінювати кількість калорій в продуктах.

Рада читачки Мій безвідмовний метод

Я дуже люблю солодке і знаю, що не можу зупинитися, якщо бачу перед собою шоколадку або упаковку тістечок. Щоб захистити себе від спокус, я тепер просто не тримаю вдома ніяких солодощів. Якщо мені хочеться цукерок або тістечок, доводиться одягнутися, вийти з дому і прогулятися до магазину.

Маргарита, 27 років, Санкт-Петербург

Причина №4. Якщо перед вами лежать чіпси, ви їх неодмінно з’їсте

Крекери на столі, цукерки в офісі, пончики на дитячому дні народження — якщо ви бачите перед собою щось шкідливе, то не можете тримати себе в руках. Ви з’їсте цей пончик, навіть якщо зовсім не голодні! Звинувачуйте в усьому ваш власний мозок. Вчені довели, що вид висококалорійної, солодкої, жирної їжі активізує центри задоволення в головному мозку. З-за цього відмовитися від одного (а потім ще сто одного) шматочка практично неможливо.

Рішення. Не покладайтеся на силу волі. Психологи впевнені: більш надійний спосіб — це по можливості захищати себе від спокус, а не протистояти їм. Що це означає на практиці Якщо ви прийшли вечеряти в ресторан, відразу ж скажіть офіціантові, що приносити хлібну кошик не потрібно. А якщо під час наради на столі стоїть ваза з цукерками та печивом, сядьте від неї якомога далі, щоб дотягнутися було неможливо.

Рада читачки: Як я рятуюся від фаст-фуду

У мене в сумці завжди лежать пара батончиків мюслі, пакетик горіхів і маленька пляшка води. Якщо в магазині або в дорозі я відчуваю голод, то можу перекусити і спокійно почекати до обіду. А коли немає почуття голоду, простіше відмовитися від картоплі фрі та бургерів!

Анастасія, 34 роки, Москва

Причина № 5. Ви їсте на нервовому грунті

Якщо ви хвилюєтеся, то кращий засіб релаксації — це шматочок шоколаду. А краще — кілька шматочків шоколаду, пакетик чіпсів і ще трохи морозива і какао.