A vízszint az olvadással változik
A legutóbbi két cikkben szereplő nagyon elméleti és ellentmondásos témák után teljesen megváltoztatjuk az irányt és felvetünk egy kérdést, amely nem okozhat kétségeket, mert egyszerű kísérleti ellenőrzése van, amelyet bárki megtehet, de ki tudja?
Szó esett arról a vízszint emelkedésről, amelyet az óceánok tapasztalhatnak a globális felmelegedés miatt, ami nagy jégtömegek olvadását okozza, mint az Északi-sarkon és az Antarktiszon, és emeli a tengerek szintjét.
Bizonyos gyakorisággal ez a tény összefügg a tengerben úszó nagy jéghegyek olvadásával.
Ezt a tényt ideális körülmények között fogjuk elemezni. Vagyis anélkül, hogy figyelembe vennék a hőmérséklet, a sótartalom, az emiatt előforduló sűrűségbeli különbségek stb.
Kezdhetnénk egy orientációs kísérlet elvégzésével. Igyunk egy poharat, tegyünk bele néhány jégkockát, majd adjunk hozzá vizet egy olyan jelig, amelyet az üvegen készítettünk. Aztán csak megvárjuk, amíg a jég teljesen el nem olvad, és megnézzük, emelkedett-e, csökkent-e vagy nem változott-e a vízszint.
A kísérletet úgy is elvégezheti, hogy az üveget szélig tölti úszó jéggel, várja meg a jég megolvadását, és nézze meg, hogy a víz túlcsordult-e, vagy csökkent-e a szint, vagy nem történt semmi, és a szint ugyanaz marad.
A fotókon - talán nem túl pontos - látható, hogy a szint megközelítőleg változatlan marad.
Mindenki tudja, hogy a jég a vízen úszik. Miért? Ugyanazon okból, amelyet a cikkben kifejtettünk - Miért úsznak a hajók?, mert a jég súlya kevesebb, mint a víz, és ott elmagyaráztuk, hogy ezt az összehasonlítást ugyanazon térfogat felvételével kellett elvégezni. Vagyis hasonlítsa össze például 1 liter víz tömegét egy másik jéggel. A jég súlya kevesebb, ezért lebeg.
Általában ennek az ellenkezője történik, a szilárd állapotú testek súlya nagyobb, mint folyékony állapotban, de a víz kivétel. Amikor a víz megszilárdul és jéggé válik, térfogata nő. És ez a térfogatnövekedés jelenik meg a vízen lebegve. Az ábrán Vs a jégnek a víz alatt lévő része, és lásd a jég úszó részét.
Ha egy pohár vízre gondolunk, és elképzeljük, hogy a víz egy része (amelyet Vs az ábrán elfoglalt), az üveg megfagy, ez a térfogat-növekedés, amint a vizet jéggé alakítják legyen látható a víz szabad felülete felett (lásd az ábrán). Ha most a fordított folyamatra gondolunk, és a jég vízzé olvad (az ábrán a Vs térfogatot foglalja el), akkor minden visszatér a korábbi állapotába, és az üveg vízszintje nem változik.
Szigorúbban a beavatkozó erőkkel lehet okoskodni, mondván, hogy a súlyt, amely lefelé irányuló erő, ki kell egyenlíteni egy másiknak és felfelé is. Ha nem, akkor nem lenne egyensúly. Ez utóbbi megegyezik a jég által kiszorított víz tömegével (az ábrán Vs), ahogyan azt megállapítottuk Archimédész. Összefoglalva, a jég tömegének (Ve + Vs térfogat) meg kell egyeznie a kiszorított víz tömegével (ez elfoglalta a Vs térfogatot). Más szavakkal, a jég teljes tömege megegyezik a víz Vs tömegével, ezért olvadáskor pontosan lefoglalja a kiszorított víz térfogatát (Vs), következésképpen a vízszint nem változik.
Mindenesetre az elején marad a kérdés:
Miért mondják, hogy emelkedni fog az óceánok vízszintje?
És még két kérdést teszek fel:
Első. Mi történne az üveg vízszintjével, amikor a rajta úszó jégkocka megolvad, ha egy kis fémgömb van benne?
Második. Mi lenne, ha egy fémgömb helyett parafa lenne?
Az olvasóknak
Azok az olvasók, akik meg merik csinálni a pohár víz jeges kísérletét, elküldhetik nekem a fényképeket (valószínűleg jobbak lesznek, mint az enyémek), és megpróbálom közzétenni őket (nevükkel vagy álnevükkel).
Címkék: Archimedes | Tárolás: Nincs kategorizálva
19 megjegyzés
Kérjük, koncentráljon ennek a folyóiratnak a fő témájára, és írjon cikkeket a végbélnyílásról, például mennyi időbe telik, amíg egy szálkocka megolvad a végbélnyíláson? vagy az év befolyásolja-e a klímaváltozást?
Amikor a jeget bevisszük a gömbbel, a gömb-jég halmaz mélyebb, mintha csak jég lenne, akkor a gömb az, amely a jeget jobban süllyedté teszi, mint a maga jég térfogataránya szerint képes süllyedni., majd amikor a jég megolvad és a labda a fenékre esik, a jég "megszabadul" ettől a plusz súlytól, ami miatt jobban süllyedt, mint tud, és ezért a jég emelkedik, ahogy a jég emelkedik és kevésbé süllyed, a vízszint cseppek.