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

«Какая сила заставляет отдельные плавучие частицы пшеничных или рисовых сухих завтраков плыть по поверхности молока к краю миски и слипаться с другими частицами?»

Джон Чепмен

Перт, Западная Австралия

Эту силу создает дисбаланс поверхностного натяжения жидкости вокруг плавучей частицы сухих завтраков. Простой эксперимент помогает понять, что происходит.

Вам понадобится вода из-под крана, два полистироловых стакана и два кружочка, вырезанных из третьего стакана (вполне достаточно двух кружочков диаметром 1 сантиметр). Наполните первый стакан водой, не доходящей 1 сантиметра до края, во второй стакан налейте воды доверху и продолжайте осторожно подливать так, чтобы вода не вылилась, но ее поверхность получилась выпуклой, выступающей под действием сил поверхностного натяжения над краем стакана.

Теперь положите полистироловые кусочки на воду в центре каждого стакана. В неполном стакане кружок сместится к стенке и остановится. В отличие от него, кружок в стакане с выпуклой поверхностью воды будет держаться ближе к центру. Более того, если попробовать

кончиком карандаша подвести кружочек к краю стакана, он заметным рывком вернется в центр.

Все эти явления вызваны поверхностным натяжением воды. В частично наполненном стакане поверхность воды изогнутая ближе к стенкам. Дело в том, что молекулы воды притягиваются к полистиролу сильнее, чем друг к другу. Поверхность воды во втором стакане выпуклая потому, что силы поверхностного натяжения стремятся максимально сократить площадь поверхности; по той же причине капли жидкости круглые.

Вода также изгибается возле краев полистиролового кружка. В местах соприкосновения воды и кружочка силы поверхностного натяжения определяют положение каждой контактной точки в зависимости от угла соприкосновения. Когда кружочек находится посередине стакана, тянущая сила со всех сторон одинакова, потому что вода изгибается навстречу кружочку везде в равной степени.

Но если кружочек сдвинулся к стенке частично наполненного стакана, изгиб поверхности воды возле стенки стакана сокращает изгиб поверхности, соприкасающейся с кружочком. При этом возрастает наружная сила, действующая на сторону кружочка вблизи стенки стакана, в итоге равнодействующая сила направлена к стенке.

Этим же эффектом объясняется слипание частиц на поверхности молока в миске с завтраком, а также поведение листьев и веточек на поверхности пруда или озера. Рей Холл Уорренвилл, Иллинойс, США

Возможно, это оборонительная стратегия: они собираются вместе, как бизоны, чтобы защититься от хищника, т. е. от вас. А может, все дело просто в поверхностном натяжении жидкости.

Пер Тулин По электронной почте, без обратного адреса

То, что частицы риса, пшеницы и любых других зерен притягиваются друг к другу, можно объяснить их стремлением к общему центру масс (инерцией). Эта способность известна под названием «зерно здравого смысла».

Исследования показали: если бросить в большую миску с молоком людей, стремление собраться в одном месте у них вряд ли появится — следовательно, у них нет ни толики здравого смысла.

Мартин Миллен Кидлингтон, Оксфордшир, Великобритания

Вулканизация яиц

«Большинство веществ при нагревании тает, так почему же яичница при жарке превращается из жидкости в твердое тело?»

Дэвид Филлипс

Уорик, Великобритания

Не всегда переход из твердого состояния в жидкое и обратно связан с таянием и охлаждением: в качестве примера можно привести свертывание яиц и полимеризацию пластмасс.

Желток и альбумин, т. е. яичный белок, обязаны своей фактурой глобулярному белку, растворенному в них. Глобулярные частицы образуются потому, что цепочки молекул белков скручиваются в шарики. Электрический заряд в определенных местах цепочек придает белкам форму, подходящую для их функций. Заряд на поверхности глобулярных частиц притягивает молекулы воды и одновременно отталкивает другие белки и не дает их молекулам слипаться вместе.

Эти шарики — непостоянные структуры, электрическое сцепление белков не очень прочное. При интенсивном перемешивании, например во время нагревания, они начинают расцепляться, демонстрируя внутренние заряды. Этот процесс называется денатурацией, поскольку изменившиеся белки непригодны для выполнения их биологических функций. Противоположные заряды соседних молекул притягиваются, белки сцепляются вместе, сгущаются, образуются огромные скопления. Но поскольку наши пищеварительные ферменты переваривают эти скопления гораздо легче, чем белки в естественном виде, — приятного аппетита!

Джон Ричфилд Сомерсет Уэст, Южная Африка