если предположить что лед горячий
Предсказание будущей профессии, или 200 неожиданных вопросов
Не ошибиться в пути и правильно выбрать будущую профессию — для этих целей в Москве существует организация, которая оказывает подобную услугу. И такая фирма-предсказатель не одна. Тестирование и личное общение со специалистами помогут выпускникам понять, к чему у них есть способности, а чем заниматься, пожалуй, не стоит. Какой психологический и экономический эффект в перспективе может дать своевременное обращение к «оракулу»?
Предсказание будущей профессии — сегодня это вполне успешное коммерческое предприятие. Сеанс стоит около трех тысяч рублей и занимает чуть менее двух часов — для этого надо ответить почти на 200 вопросов компьютера и потом поговорить со специалистом.
— К чему я способен и к чему я не способен теоретически…
— А до этого предположений таких не было?
— Были, но если они были верными, они подтвердятся, если нет — я сделаю какие-то поправки.
Вопросы достаточно неожиданные. Вряд ли можно где-то представить компанию из Церетели, Растрелли, Фальконе и Мухиной, а здесь предлагается из этих четверых ваятелей выбрать автора «Медного всадника» в Петербурге. Затем быстро посчитать количество букв «в», содержащееся в некоей абракадабре. Затем применить абстрактное мышление — если предположить что свинец легкий, а лед горячий, то небо было бы: варианты — под водой, внизу, вверху, тяжелым.
«Бывает что родители удивлены низкими интеллектуальными способностями ребенка. По результатам теста оказывается что результат средний и ниже среднего, несмотря на то, что ребенок может учиться на отлично в своем образовательном учреждении», — рассказывает Виктория Дружинина, руководитель отдела профориентации и карьерного консультирования в Центре тестирования и развития.
Заплатив за эту процедуру, родители думают сэкономить на подготовительных курсах. Ведь тут с большой вероятностью предскажут, и в какой вуз сможет пройти данный конкретный выпускник. Ведь еще не зная, какую карьеру собирается строить Александр, психолог практически угадывает будущую профессию — молодой человек хочет стать профессиональным спортсменом-фехтовальщиком.
— Если мы выбираем профессию, то она должна быть связана со взаимодействием с другими людьми, причем оно достаточно активное должно быть.
Подобные тесты некоторые проходят даже несколько раз, перед тем как начинают всерьез задумываться о дальнейшем жизненном пути.
«Многие ребята, которые поступают в технический вуз, начинают работать. Да, работа приветствуется с 3-4 курса, но ужасно, когда работа начинается не по специальности. В продажи уходят, в рекламу в пиар», — сетует Валерия Чернецова, руководитель отдела аналитики рекрутингового портала.
Как следует из статистики, поток желающих отвечать за деньги на неожиданные вопросы растет год от года. Но насколько правильно была выбрана та или иная профессия, конечно же, станет понятно только спустя годы. Ведь некоторые точно ответить на вопрос, чем хотели бы заниматься, не могут в течение всей жизни.
5 аномальных фактов о воде
Перед вами пять наиболее интересных фактов о воде.
1. Горячая вода замерзает быстрее холодной
Почему же так происходит?
В 1963 году один танзанский студент по имени Эрасто Б. Мпемба (Erasto B. Mpemba) замораживая приготовленную смесь для мороженого, заметил, что горячая смесь застывает в морозильной камере быстрее, чем холодная. Когда юноша поделился своим открытием с учителем физики, тот лишь посмеялся над ним.
К счастью, ученик оказался настойчивым и убедил учителя провести эксперимент, который и подтвердил его открытие: в определенных условиях горячая вода действительно замерзает быстрее холодной.
Теперь этот феномен горячей воды, замерзающей быстрее холодной, носит название «эффект Мпемба». Правда, за долго до него это уникальное свойство воды было отмечено Аристотелем, Фрэнсисом Бэконом и Рене Декартом.
Ученые так до конца и не понимают природу этого явления, объясняя его либо разницей в переохлаждении, испарении, образовании льда, конвекции, либо воздействием разжиженных газов на горячую и холодную воду.
2. Сверхохлаждение и «мгновенное» замерзание
Все знают, что вода всегда превращается в лед при охлаждении до 0 °C … за исключением некоторых случаев! Таким случаем, например, является сверхохлаждение, которое представляет собой свойство очень чистой воды оставаться жидкой, даже будучи охлажденной до температуры ниже точки замерзания.
Это явление становится возможным благодаря тому, что окружающая среда не содержит центров или ядер кристаллизации, которые могли бы спровоцировать образование кристаллов льда. И поэтому вода остается в жидкой форме, даже будучи охлажденной до температуры ниже нуля градусов по Цельсию.
Процесс кристаллизации может быть спровоцирован, например, пузырьками газа, примесями (загрязнениями), неровной поверхностью емкости. Без них вода будет оставаться в жидком состоянии. Когда процесс кристаллизации запускается, можно наблюдать, как сверхохлажденная вода моментально превращается в лед.
Заметьте, что «сверхнагретая» вода также остается жидкой, даже будучи нагретой до температуры выше точки закипания.
3. «Стеклянная» вода
Не задумываясь, назовите, сколько различных состояний есть у воды? Если вы ответили три: твердое, жидкое, газообразное, то вы ошиблись. Ученые выделяют как минимум 5 различных состояний воды в жидком виде и 14 состояний в замерзшем виде.
Что же произойдет при дальнейшем понижении температуры?
4. Квантовые свойства воды
На молекулярном уровне вода удивляет ещё больше. В 1995 году проводимый учеными эксперимент по рассеянию нейтронов дал неожиданный результат: физики обнаружили, что нейтроны, направленные на молекулы воды, «видят» на 25% меньше протонов водорода, чем ожидалось.
5. Есть ли у воды память?
Альтернативная официальной медицине гомеопатия утверждает, что разбавленный раствор лекарственного препарата может оказывать лечебный эффект на организм, даже если коэффициент разбавления настолько велик, что в растворе уже не осталось ничего, кроме молекул воды.
Сторонники гомеопатии объясняют этот парадокс концепцией под названием «память воды», согласно которой вода на молекулярном уровне обладает «памятью» о веществе, некогда в ней растворенном и сохраняет свойства раствора первоначальной концентрации после того, как в нём не остается ни одной молекулы ингредиента.
Международная группа ученых во главе с профессором Мэдлин Эннис (Madeleine Ennis) из Королевского университета в Белфасте (Queen’s University of Belfast), критиковавшая принципы гомеопатии, в 2002 году провела эксперимент, чтобы раз и навсегда опровергнуть эту концепцию.
Результат оказался обратным. После чего, ученые заявили, что им удалось доказать реальность эффекта «памяти воды». Однако опыты, проведенные под наблюдением независимых экспертов, результатов не принесли. Споры о существовании феномена «памяти воды» продолжаются.
Вода обладает множеством других необычных свойств, о которых мы не рассказали в этой статье. Например, плотность воды меняется в зависимости от температуры (плотность льда меньше плотности воды); вода обладает довольно большой величиной поверхностного натяжения; в жидком состоянии вода представляет собой сложную и динамически меняющуюся сеть из водных кластеров, и именно поведение кластеров влияет на структуру воды и т.д.
Эффект Мпембы. Длиннотекст.
И так, что это и с чем его едят?
Эффект Мпембы (Парадокс Мпембы) — парадокс, который гласит, что горячая вода при некоторых условиях замерзает быстрее, чем холодная, хотя при этом она должна пройти температуру холодной воды в процессе замерзания. Данный парадокс является экспериментальным фактом, противоречащим обычным представлениям, согласно которым при одних и тех же условиях более нагретому телу для охлаждения до некоторой температуры требуется больше времени, чем менее нагретому телу для охлаждения до той же температуры.
Этот феномен замечали в своё время Аристотель, Френсис Бэкон и Рене Декарт, однако лишь в 1963 году танзанийский школьник Эрасто Мпемба установил, что горячая смесь мороженого замерзает быстрее, чем холодная.
До сих пор никто точно не знает, как объяснить этот странный эффект. У учёных нет единой версии, хотя существует много. Всё дело в разнице свойств горячей и холодной воды, но пока не понятно, какие именно свойства играют роль в этом случае: разница в переохлаждении, испарении, формировании льда, конвекции или воздействии разжиженных газов на воду при разных температурах.
Парадоксальность эффекта Мпембы в том, что время, в течение которого тело остывает до температуры окружающей среды, должно быть пропорционально разности температур этого тела и окружающей среды. Этот закон был установлен еще Ньютоном и с тех пор много раз подтверждался на практике. В данном же эффекте вода с температурой 100°С остывает до температуры 0°С быстрее, чем такое же количество воды с температурой 35°С.
Тем не менее, это еще не предполагает парадокс, поскольку эффекту Мпембы можно найти объяснение и в рамках известной физики. Вот несколько объяснений эффекта Мпембы:
Горячая вода быстрее испаряется из контейнера, уменьшая тем самым свой объём, а меньший объем воды с той же температурой замерзает быстрее. Нагретая до 100 С вода теряет 16% своей массы при охлаждении до 0 С.
Эффект испарения – двойной эффект. Во-первых, уменьшается масса воды, которая необходима для охлаждения. И во-вторых, снижается температура из-за того, что уменьшается теплота испарения перехода из фазы воды в фазу пара.
Когда вода охлаждается ниже 0 С она не всегда замерзает. При некоторых условиях она может претерпевать переохлаждение, продолжая оставаться жидкой при температурах ниже температуры точки замерзания. В некоторых случаях вода может оставаться жидкой даже при температуре –20 С.
Причина этому эффекту в том, что для того, чтобы начали формироваться первые кристаллы льда нужны центры кристаллообразования. Если их нет в жидкой воде, тогда переохлаждение будет продолжаться до тех пор, пока температура не понизится настолько, что кристаллы начнут формироваться спонтанно. Когда они начнут формироваться в переохлаждённой жидкости, они начнут расти быстрее, формируя лёдовую шугу, которая замерзая, будет образовывать лёд.
Горячая вода больше всего подвержена переохлаждению поскольку её нагревание устраняет растворённые газы и пузырьки, которые в свою очередь, могут служить центрами образования кристаллов льда.
Почему же переохлаждение заставляет горячую воду застывать быстрее? В случае с холодной водой, которая не переохлаждается происходит следующее. В этом случае тонкий слой льда будет образовываться на поверхности сосуда. Этот слой льда будет действовать как изолятор между водой и холодным воздухом и будет препятствовать дальнейшему испарению. Скорость формирования кристаллов льда в этом случае будет меньше. В случае с горячей водой, подвергающейся переохлаждению, переохлаждённая вода не имеет защитного поверхностного слоя льда. Поэтому она теряет тепло намного быстрее через открытый верх.
Когда процесс переохлаждения заканчивается и вода замерзает, теряется намного больше тепла и поэтому формируется больше льда.
Многие исследователи этого эффекта считают переохлаждение главным фактором в случае с эффектом Мпемба.
Холодная вода начинает замерзать сверху, ухудшая тем самым процессы теплоизлучения и конвекции, а значит и убыли тепла, тогда как горячая вода начинает замерзать снизу.
Объясняется этот эффект аномалией плотности воды. Вода имеет максимальную плотность при 4 С. Если охладить воду до 4 С и положить её при более низкой температуре, поверхностный слой воды замерзнет быстрее. Потому что эта вода менее плотная чем вода при температуре 4 С, она останется на поверхности, формируя тонкий холодный слой. При этих условиях тонкий слой льда будет формироваться на поверхности воды в течение короткого времени, но этот слой льда будет служить изолятором, защищающим нижние слои воды, которые будут оставаться при температуре 4 С. Поэтому дальнейший процесс охлаждения будет проходить медленнее.
В случае с горячей водой ситуация совершенно иная. Поверхностный слой воды будет охлаждаться более быстрее за счёт испарения и большей разницы температур. Кроме того, холодный слои воды более плотные, чем слои горячей воды, поэтому слой холодной воды будет опускаться вниз, поднимая слой тёплой воды на поверхность. Такая циркуляция воды обеспечивает быстрое падение температуры.
Но почему этот процесс не достигает точки равновесия? Для объяснения эффекта Мпембы с этой точки зрения конвекции следовало бы принять, что холодные и горячие слои воды разделены и сам процесс конвекции продолжается после того, как средняя температура воды опустится ниже 4 С.
Однако, нет экспериментальных данных, которые подтверждали бы эту гипотезу, что холодные и горячие слои воды разделены в процессе конвекции.
Растворённые в воде газы
Вода всегда содержит растворённые в ней газы – кислород и углекислый газ. Эти газы имеют способность уменьшать точку замерзания воды. Когда вода нагрета, эти газы выделяются из воды, поскольку их растворимость в воде при высокой температуре ниже. Поэтому когда горячая вода охлаждается, в ней всегда меньше растворённых газов, чем в не нагретой холодной воде. Поэтому точка замерзания нагретой воды выше и она замерзает быстрее. Этот фактор иногда рассматривается как главный при объяснении эффекта Мпембы, хотя никаких экспериментальных данных, подтверждающих этот факт нет.
Этот механизм может играть существенную роль когда вода помещается в морозильник холодильной камеры в небольших контейнерах. В этих условиях замечено, что контейнер с горячей водой протаивает под собой лёд морозильной камеры, улучшая тем самым тепловой контакт со стенкой морозилки и теплопроводность. В результате чего, тепло отводится от контейнера с горячей водой быстрее, чем от холодного. В свою очередь контейнер с холодной водой не протаивает под собой снег.
Так, например, в 1995 году немецкий физик Давид Ауэрбах изучал влияние переохлаждения воды на этот эффект. Он обнаружил, что горячая вода, достигая переохлажденного состояния, замерзает при более высокой температуре, чем холодная, а значит быстрее последней. Зато холодная вода достигает переохлажденного состояния быстрее горячей, компенсируя тем самым предыдущее отставание.
Кроме того, результаты Ауэрбаха противоречили полученным ранее данным, что горячая вода способна достичь большего переохлаждения из-за меньшего количества центров кристаллизации. При нагревании воды из нее удаляются растворенные в ней газы, а при ее кипячении выпадают в осадок некоторые растворенные в ней соли.
Горячий лед: как Дорога жизни спасла Ленинград во время блокады
Что такое Дорога жизни, по-настоящему понимают, наверно, лишь те, кто пережил самую страшную первую блокадную зиму и кого спасла эта невидимая трасса через Ладожское озеро — единственная ниточка, связывавшая осажденный Ленинград с остальной страной. Летом грузы доставлялись на всем, что могло держаться на воде, но осенью с наступлением холодов навигация остановилась. А в городе каждый день умирали от голода люди. 21 ноября, в день 80-летия открытия Дороги жизни, «Известия» вспоминают о героической и трагической странице истории великой войны.
Мертвая земля
Согласно первоначальному плану немецкого командования, Ленинград был главной целью группы армий «Север». Разгромив по дороге советские войска, она должна была к осени триумфально войти в город. Далее им предстояло повернуть на Москву, после чего Советский Союз был бы сокрушен. Однако события развивались не так, как задумали стратеги в Берлине. Советские войска несли страшные потери и отступали, но не теряли боеспособности. Балтийский флот смог сохранить ядро и прорваться в Кронштадт — десятки тысяч бойцов и более сотни боевых кораблей. Наши войска не пали духом и готовы были биться за Ленинград, который горожане успели превратить в настоящую крепость. Штурмовать ее было бы безумием, и командование вермахта это понимало, что следует из приказа командующего группой армий «Север» генерал-фельдмаршала Вильгельма фон Лееба от 26 августа:
Лыжники-автоматчики идут в разведку. Оборона Ленинграда. 1942 год
(Цитата по: Ломагин Н.А. В тисках голода. Блокада Ленинграда в документах германских спецслужб, НКВД и письмах ленинградцев. М.: 2017. с. 63).
31 августа финские подразделения вышли на старую государственную границу, отрезав сухопутный путь вокруг Ладоги с севера, а 8 сентября немцы взяли Шлиссельбург, стоящий на южном берегу озера. Ленинград оказался полностью окружен с суши. В тот же день во время массированной бомбардировки загорелись Бадаевские продовольственные склады, которые погибли практически полностью. Эти события совпали случайно, но в том был некоторый зловещий символизм — главным врагом горожан теперь был не штык вражеского солдата, а голод.
Невидимая трасса
Сегодня мы знаем, что лишь 3% погибших в блокаду горожан были убиты бомбами и снарядами, подавляющее же большинство умерли от голода и холода. Нормы выдачи продовольствия уменьшали 2 сентября, затем 11 сентября, 1 октября, 13 ноября. 20 ноября 1941 года была установлена минимальная норма выдачи хлеба — 125 г, из которых до двух третей составлял так называемый несъедобный припек. Столько получали служащие, иждивенцы и дети, но и паек рабочих был более чем скудным — 250 г. При таком питании речь могла идти лишь о выживании на очень короткий период. В октябре на улицах появились умершие от голода, признаки дистрофии стали нормой. В это время подвоз продовольствия в город сократился до минимума — навигация на Ладоге закончилась, доставка продовольствия и других необходимых грузов осуществлялась только самолетами, но они не могли обеспечить почти трехмиллионный город.
Катера доставляют продукты по Ладожскому озеру в блокадный Ленинград. 1942 год
К середине ноября в день от голода умирало до 6–7 тыс. человек. Возобновление подвоза требовалось незамедлительно, и было очевидно, что единственный вариант — создание ледовой трассы через Ладогу. На это и были брошены все силы. Конечно, местные жители зимой передвигались по льду, но настоящей постоянно действующей автомобильной дороги, по которой проходят тысячи тонн грузов, не существовало никогда. Чтобы проложить маршрут, необходимо было знать особенности рельефа, состав донного грунта, глубины, течения и т.д. Последние исследования озера проходили еще в середине XIX века по инициативе Русского географического общества, в архивах которого и удалось обнаружить нужные материалы.
Ученые-проектировщики опрашивали местных жителей, старались выявить места, которые могли создавать угрозу из-за ручьев, ключей, омутов. К середине сентября примерный маршрут был проложен на бумаге, после чего начались поиски на местности, в которых вместе с учеными были задействованы офицеры-картографы. Руководил работами начальник ледовой службы Михаил Казанский. 24 сентября на стол Военного совета Ленинградского фронта лег проект трассы, который и был утвержден.
Оставалось дождаться, когда лед встанет окончательно. Было известно, что в некоторых местах полыньи сохраняются даже в самые холодные зимы. Ежедневно 12 поисковых групп уходили на начинающее замерзать озеро, но до середины ноября лед никак не достигал нужной толщины. Одновременно создавалась береговая и дорожная инфраструктура — подъездные пути к местам предполагаемого выезда на лед, ремонтные мастерские, склады горючего, готовили материал для пунктов обогрева, палатки для регулировщиков, намечали зенитные позиции. Руководил подготовкой и строительством ледяной трассы военный инженер 1-го ранга Василий Георгиевич Монахов.
19 ноября от мыса Осиновец со стороны осажденного Ленинграда ушел первый конный обоз из 350 саней, возглавляемый старшим лейтенантом М.C. Муровым. Он благополучно достиг деревни Кобона на Большой земле, где принял 63 т муки, и двинулся обратно. Утром 21 ноября обоз вернулся назад. Столь долгое время на преодоление относительно небольшого расстояния (35 км в одну сторону) потребовалось из-за того, что постоянно приходилось объезжать опасные участки, где лед еще не устоялся. В таких местах сани разгружали и везли порожняком, а мешки с мукой возницы перетаскивали на руках.
Солдаты разгружают ящики с продовольствием на Ладожском озере. 1942 год
Каждый день ожидания стоил тысяч жизней горожан, поэтому буквально через несколько часов после возвращения обоза в путь на легковой «эмке» лично отправился начальник тыла фронта Ф.Н. Лагунов. Он проехал весь путь с запада на восток, после чего решено было выпустить на лед грузовики. Ближе к вечеру 21 ноября в путь отправилась разведывательная автоколонна 389-го отдельного автомобильного батальона 17-й отдельной автотранспортной бригады. В колонне было 10 автомашин «ГАЗ-АА», вел ее начальник штаба батальона старший лейтенант Е.А. Бирюкович.
К каждой машине сзади были прицеплены сани. Чтобы снизить риск обнаружения, машины двигались с погашенными фарами. Расставленные разведчиками вдоль трассы вешки были не видны, поэтому ориентироваться приходилось по телефонному кабелю, проложенному вдоль маршрута. Капитан Бирюкович лежал на крыле первого автомобиля и всматривался в чернеющий на льду провод. Трижды колонна упиралась в трещины — водители снимали боковые борта машин и делали из них настил. Еще до наступления утра 22 ноября колонна достигла восточного берега, а вечером того же дня доставила в Осиновец 70 т муки. Военная дорога № 101 начала свою работу.
Прогибограф и танки без башен
Немцы начали бомбить еще до открытия трассы, когда заметили сосредоточение автотранспорта на берегу. Предотвратить налеты было невозможно, оставалось заставить врага платить непропорционально большую цену и тем отбить желание атаковать — для прикрытия были выделены три, а с января и четыре истребительных авиаполка, а вдоль трассы стояли скорострельные зенитные орудия и счетверенные пулеметы.
Карта расположения отрядов при охране Дороги жизни. 1941 год
Уже в первую неделю работы трассы, еще до конца ноября, под лед ушли более 50 машин. Происходило это внезапно, причем на тех участках, где лед казался надежным. Вдруг прямо перед машиной появлялась поперечная трещина, льдина переворачивалась, и автомобиль стремительно уходил под воду. Водители часто не успевали выскочить, хотя всегда ездили с открытой дверью, а порой даже стоя левой ногой на подножке. Заметили, что иногда более тяжелогруженые машины проходили нормально, а идущие следом более легкие попадали в аварию. Сперва думали, что это работа диверсантов, но следов не нашли. Тогда позвали на помощь ученых.
Ленинградские физики догадались, что причина в том, что при движении автомобилей из-за прогибания льда в воде возникают резонансные колебания. Отражаясь от дна, они набирают силу и в конце концов приводят к разрыву льда. Чтобы проверить эту гипотезу, был придуман прибор, который назвали прогибограф. Устроен он был просто, как всё гениальное: на дно бросался якорь, на льду устанавливалась рама с самописцем, между ними натягивалась струна. Когда лед колебался, карандашик (чернила нельзя было использовать из-за мороза) на ленте самописца рисовал кривую этих колебаний. Придумал прогибограф Наум Моисеевич Рейнов, а делали приборы в опытных мастерских Физико-технологического института из подручных средств, например старых телефонных аппаратов. На рамы пошла ажурная чугунная ограда института.
Приборов сделали около полусотни, установили вдоль трассы. Оказалось, что приводящие к взрывному разрушению льда колебания возникают при движении на скорости 35 км/ч — а это как раз была рекомендованная ранее скорость движения для полупустых машин. Груженные «под завязку» автомобили шли медленнее. В итоге физиками была разработана система рекомендаций, следуя которой удавалось избежать лишней нагрузки на лед. Когда лед стал крепче, появилась возможность использовать трехтонные грузовики ЗиС-5 и пассажирские автобусы, для которых создали свою шкалу.
Колонна бронеавтомобилей на Ленинградском фронте. 1942 год
Более того, ученые рассчитали, как перевозить по льду тяжелые танки КВ, ремонтируемые на ленинградских заводах. С махин весом 50 т снимали башню, которую грузили на прикрепленные к танку сани. Так нагрузка распределялась, а колебания уменьшались. Ехать нужно было без рывков и остановок. Отмашку следующему танку давали только после того, как предыдущий достигал противоположного берега. Первый КВ пошел по льду 31 января 1942 года, а всего для воевавшей на восточном берегу Ладоги 54-й армии было переброшено 32 боевые машины.
Дорога спасала жизни, но брала за это страшную плату. Сколько людей погибло на трассе — точно неизвестно. Они вошли в общие блокадные потери. Погибали водители — под лед ушли 327 машин, погибали зенитчики, ремонтники, девушки-регулировщицы. Очень много жертв было и среди тех, кого вывозили из осажденного города на Большую землю.
Но всё же именно по Дороге жизни вывезли в эвакуацию почти полмиллиона горожан, в основном детей. И именно благодаря пути по льду Ладоги, по которому в город было доставлено более 400 тыс. т грузов, десятки тысяч ленинградцев сумели пережить самую страшную первую блокадную зиму.