Почему у пингвинов не мерзнут лапы? и еще 114 вопросов, которые поставят в тупик любого ученого

Кто шуршит?

«Откуда берется энергия, от которой тонкий белый па­кет из супермаркета так громко шуршит?»

Люси Беркиншоу

Лестер, Великобритания

Эту энергию создаете в основном вы, потому что сам по себе пакет не шуршит. Шорох создают резкие движения, та­ких же можно добиться, если тереть или сгибать жесткую пластину. Пакеты делают из полиэтиленовой пленки, кото­рая в отсутствие специальной обработки отличается подат­ливостью, хорошо мнется и почти не издает шума. Она элас­тичнее, чем пластик, поэтому легко поглощает напряжение. Но для изготовления пакетов пленку растягивают, что­бы она стала тонкой, удобной в обращении и настолько дешевой, чтобы выдавать ее бесплатно вместе с товара­ми. При этом молекулы выравниваются, образуют более жесткие поверхности. Чтобы пакеты выглядели лучше, а их содержимое не было таким заметным, производи­тели добавляют в полиэтилен красители и затвердители. В итоге получаются пакеты, которые отзываются громким шорохом на каждое движение, прикосновение и трение.

Джон Ричфилд Деннесиг, Южная Африка

Первое включение

«Почему нить лампочки обычно лопается, когда свет включают после перерыва, а не в конце длинного вечера, когда нить раскалена после длительной работы?»

Алан Стейтен

Сент-Айвс, Корнуолл, Великобритания

Когда лампочку включают, на тонкую нить накаливания обрушивается тройной удар.

От сопротивления металла повышается температура нити. При включении сопротивление составляет одну де­сятую долю обычного рабочего, поэтому через нить про­ходит ток силой, в десять раз превышающей расчетную величину, быстро нагревает нить и создает тепловое на­пряжение.

Если какая-нибудь часть нити тоньше остальных участ­ков, она будет нагреваться еще быстрее. Удельное сопротив­ление на миллиметр длины окажется выше, чем в осталь­ной нити, поэтому на данном участке тепло будет накап­ливаться быстрее, чем на соседних, в результате тепловое напряжение резко возрастет.

Вдобавок ко всему, нить представляет собой спираль, которая также действует как электромагнит. Из-за магнит­ных свойств соседние витки отталкиваются друг от друга, поэтому проходящий по нити ток оказывает воздействие на тонкую и хрупкую нить, создавая механическое напря­жение.

Неудивительно, что бедняжка рвется при включении света.

Роберт Сениор Ашгингем, Ратленд, Великобритания

Чем выше сила электрического тока, который проходит через вольфрамовую нить обычной лампочки накали­вания, тем сильнее нагревается металл. Когда лампочку только включают, температура нити очень быстро повы­шается, нить раскаляется добела. При таком быстром на­гревании нить подвергается максимальному воздействию физического и теплового напряжения. Когда ток выклю­чается, нить находится в тепле лампочки, поэтому темпе­ратура изменяется медленнее, чем при включении. Следо­вательно, вероятность, что нить лопнет при включении, гораздо выше, чем во время работы или при остывании после включения.

Росс X. Клеменс Норт-Наррабин, Новый Южный Уэльс, Австралия

Нить накаливания лампочки лопается при включении тока потому, что сила тока и температура при этом мак­симальны. Если измерить сопротивление холодной нити лампочки, обнаружится, что оно гораздо меньше расчет­ного.

Для 100-ваттной лампочки сопротивление, измерен­ное мной в холодном состоянии, составило всего 6 Ом, а в горячем — около 140 Ом. Таким образом, сила тока и температура гораздо выше при включении, чем после того, как лампочка уже поработала некоторое время и до­стигла расчетной температуры. Это особенно справедли­во для тех участков нити, где она истончилась от старо­сти и испарения частиц металла. Большая начальная сила тока действует на эти участки нити, создавая температуру гораздо выше стандартной, отчего нить и плавится. Сра­зу после включения лампочки выполняют более трудную работу, тонкие участки нити нагреваются гораздо сильнее, чем просто при эксплуатации.

У. Анрах Ванкувер, Канада

Лампочка накаливания дает свет благодаря нагреванию вольфрамовой нити до температуры около 2500 °С. При высокой температуре атомы вольфрама испаряются с по­верхности нити, вызывая почернение, которое иногда вид­но внутри стеклянной колбы. Из-за этого испарения нить со временем становится тоньше.