Четыре дамы и молодой человек в вакууме. Нестандартные задачи обо всем на свете [litres]
- Автор: Леенсон Илья Абрамович
- Год: 2022
- Язык: русский
- Год: Альпина
- ISBN: 9785001396451
- Жанр: Математика
Электронная книга - «Четыре дамы и молодой человек в вакууме. Нестандартные задачи обо всем на свете [litres]». Краткое содержание книги:
1. Сульфиды проникают в кровь, а затем в легких выделяются из крови в выдыхаемый воздух.
2. (CH2=CH-CH2)2S2 и (CH2=CH-CH2)-S-S-CH2-CH2-CH3.
3. В растениях рода Allium много аминокислот (цистеина, метионина), в боковых цепях которых имеются атомы серы. Интересно, что сами по себе лук и чеснок почти не пахнут, но если их разрезать или измельчить, т. е. разрушить клетки, начинаются ферментативные процессы, в ходе которых и синтезируются летучие соединения с сильным запахом. Если измельченный чеснок высушить, его запах заметно изменится, так как летучие соединения успеют испариться, а ферменты – разрушиться.
Треск слышен из-за того, что разрываются газовые пузырьки в жидкости, смазывающей сустав. Однако завидовать тут незачем, и вот почему. Сустав – это соединение двух (реже нескольких) костей. Кости могут соединяться друг с другом по-разному. Например, позвонки соединены с помощью хрящей, а лучевая и локтевая кости – связками. Если кости должны свободно двигаться относительно друг друга, их концы представляют собой шарнир, покрытый гладкой хрящевой тканью и заключенный в полость, заполненную синовиальной жидкостью. Это прозрачная тягучая желтоватая жидкость, напоминающая яичный белок (отсюда и название: от греч. συν – «вместе», лат. ovum – «яйцо»). Синовиальная жидкость обеспечивает смазку сустава, а также доставляет к хрящу питательные вещества. Анализируя состав синовиальной жидкости, можно выявить заболевания суставов: остеоартрит, ревматоидный артрит, подагру и др.
Синовиальная жидкость способна растворять различные газы; в основном это углекислый газ, азот и кислород. Растворимость газа в жидкости зависит от давления – она тем выше, чем больше давление. Если растянуть слегка концы сочлененных костей, объем суставной сумки увеличится, а давление снизится. Это приведет к выделению части растворенных газов в виде мелких пузырьков, которые называются кавитационными (лат. cavitas – «пустота»). Эти пузырьки неустойчивы: попадая в области с более высоким давлением, они схлопываются – иногда сразу, а иногда совершая несколько затухающих колебаний. Сокращение объема кавитационного пузырька происходит с большой скоростью. Возникновение и схлопывание множества пузырьков в жидкости сопровождается сильным звуком в области частот от сотен герц до тысяч килогерц. Если схлопывание пузырьков происходит вблизи твердого тела, то многократно повторяющиеся микроудары приводят к кавитационной эрозии, проще говоря – к разрушению тела. Такие разрушения обычно наблюдаются на лопастях гидротурбин, гребных винтов кораблей, на деталях жидкостных насосов – т. е. во всех тех случаях, когда происходит резкое изменение давления в жидкости вблизи твердого тела.
Вернемся теперь к суставу. Если сразу после щелканья сделать рентгеновский снимок сустава, на нем будут видны кавитационные пузырьки. Повторно щелкнуть этим же суставом не получится: сначала суставная сумка должна сократиться до прежнего объема, и этот процесс сопровождается повышением давления и полным растворением всех газов.
Конечно, хрящ, в отличие от металла, не крошится и способен к регенерации. И все же есть данные о том, что регулярное и длительное щелканье суставами пальцев может приводить к снижению их двигательных функций и ослаблению кисти. Не приносит пользы и растяжение связок. Поэтому не стоит щелкать суставами – они вам еще пригодятся.
Диаметр молекул водорода равен примерно 0,3 нм, 1 % от этого значения – 3∙10–3 нм; в книге приводится расстояние 10–3 нм, на которое надо сместить барабанную перепонку, чтобы услышать звук. Здесь как раз расхождение небольшое. Ошибка авторов – в другом. Во-первых, диаметр атомов в молекулах белков на внешней стенке барабанной перепонки в сотни раз больше, чем 10–3 нм, и эти атомы все время совершают тепловые колебания. Во-вторых, человек находится не в вакууме, где летают только отдельные молекулы. Поэтому частота ударов молекул с двух сторон перепонки выражается астрономическим числом. Как же ухо может услышать такой шум, будь оно как угодно чувствительно? Перепонка ведь не броуновская частица! Поэтому она (как, например, и оконное стекло) никак не смещается под действием этих ударов. И все же предельная чувствительность слуха очень высока (в указанной книге в качестве абсолютного слухового порога приводится «тиканье наручных часов на расстоянии 20 футов (6,1 м) в тихой комнате»).