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:
2. Площадь водохранилища – 4200 км2. Считаем, как и в предыдущей задаче, что на 1 м2 можно разместить примерно пять человек, тогда на 1 км2 поместятся примерно 5 млн человек, а на льду водохранилища – 22 млрд человек. В Москве проживает более 12 млн человек, в России – примерно 150 млн, на всей планете – около 8 млрд, и все они свободно уместятся на льду Рыбинского водохранилища.
1 га = 10 000 м2 = 0,01 км2, площадь озера – 50 км2, отсюда диаметр круга – около 8 км, длина окружности – 24 км. Такое расстояние можно пройти примерно за шесть часов.
Сотая часть гектара (в просторечии «сотка») называется аром; название «гектар» произошло от греческого ἑκατόν – «сто»: 1 га = 100 ар. Тот же корень в устаревшей единице измерения электроэнергии – гектоватт-час, в словах «гектограф» (прибор для размножения текста, позволяющий получать до 100 отпечатков); «гекатомба» (в Древней Греции – жертвоприношение из 100 быков); «гекатонхейры» (мифические сторукие великаны). Когда в 1868 году открыли сотый по счету астероид, его назвали «Геката» – в честь древнегреческой богини ночи, однако с намеком на порядковое числительное.
Основных причин две. Первая – перемещение воздушных масс зимой из Атлантики на восток. Эти массы обогревают полярные районы и западную часть Евразии. Однако до Якутии атлантическое тепло не доходит. А воздушные массы с Тихого океана способны согреть лишь восточное побережье материка.
Вторая причина – наличие между реками Лена и Индигирка котловин, окруженных горными хребтами. Длинными зимними безветренными ночами в этих котловинах поверхность земли отдает очень много тепла, а за короткий зимний день с низко стоящим солнцем тепловые потери не могут восполниться. В результате воздух в котловинах становится очень холодным.
Нет, неправильно. Заглянем в справочник. При 0 ℃ давление насыщенных паров воды равно всего 4,6 мм рт. ст. – ничтожная величина по сравнению с атмосферным давлением. Но главное даже не в этом. Парциальное давление газа зависит только от температуры, а не от массы молекул (легкие молекулы имеют более высокую скорость, поэтому кинетическая энергия у них такая же, как у тяжелых молекул). Даже если половину молекул воздуха в данном объеме при данной температуре заменить легкими молекулами водорода, давление в сосуде не изменится. На самом деле падение давления (например, перед грозой) связано не с повышением влажности воздуха, а с атмосферными вихрями – циклонами.
1. Само слово «атмосфера» происходит от древнегреческого ἀτμός – «пар», σφαῖρα – «шар».
Приземный слой (в высоких широтах – до 10 км, у экватора – до 18 км) – тропосфера (др.-греч. τρόπος – «поворот, изменение», отсюда и слово «тропики»). В тропосфере содержится 80 % всей массы атмосферы, почти весь водяной пар, из которого формируются облака. Выше расположена стратосфера (лат. stratum – «настил, слой»), толщина которой в среднем составляет несколько десятков километров. На высотах примерно от 50 до 80 км расположена мезосфера (греч. μεσο – «средний, промежуточный»; этот корень можно найти в словах «мезодерма», «мезотелий», «мезофиты» и др. в биологии; «мезозавры», «мезозой» и «мезолит» в археологии; «мезоны» в физике и т. д.). Самые верхние слои атмосферы называются термосферой (греч. θερμός – «теплый»).
2. Причина необычного распределения температуры в верхних слоях атмосферы – особенности превращения солнечной энергии в тепловую на разных высотах. На очень больших высотах жесткое ультрафиолетовое солнечное излучение приводит к расщеплению молекул азота и кислорода на атомы (их там больше, чем молекул), образуются также свободные электроны и ионы. В результате слияния (рекомбинации) положительных и отрицательных зарядов происходит сильный разогрев атмосферы. То есть в термосфере жесткий солнечный ультрафиолет превращается в тепловую энергию.
С уменьшением высоты давление растет, интенсивность жесткого ультрафиолета падает, поэтому ионы уже не образуются. Но продолжает происходить расщепление молекул кислорода на атомы (длина волны более 242 нм), которые в результате реакции O + O2 + M → O3 + M приводят к образованию озона. Третья частица М (любой атом или молекула) нужна для отвода избытка энергии от молекулы О3, иначе она немедленно распадется; такие тройные столкновения могут происходить только при достаточно высоком давлении. Здесь в теплоту превращается менее жесткий солнечный ультрафиолет. Озон сам способен поглощать ультрафиолет «средней жесткости» (длина волны до 310 нм). Именно эти процессы разогревают атмосферу на высотах порядка 50 км. В тропосфере воздух нагревается в основном от поверхности земли. Таким образом, сложная зависимость температуры от высоты объясняется игрой многих факторов, в числе которых давление воздуха, длина волны поглощаемого ультрафиолетового излучения, конвективные потоки теплого воздуха от земной поверхности.