#физика | Тепловой круговорот: Солнце и ладони, молоток и шарик

Тепло не является предметом. Оно не занимает места и не весит ни грамма. Подобно свету, звуку и электричеству, тепло является одной из форм энергии. Мы не видим его, зато ощущаем. Например, оно «растворено» в теплой воде, набранной в ванную для купания. Оно увеличивает температуру предметов, заставляя молекулы вещества двигаться быстрее.

Замечательная книга Мюриэль Мэнделл «Physics Experiments For Children» дает и взрослым и детям возможность познакомиться с физикой, свойствами окружающих нас вещей. При этом материал изложен простым и понятным языком. В ней на простых примерах показано, как те или иные физические явления проявляют себя в реальном мире.

Наш мир весьма многообразен, между его составляющими не так уж много общего. Но среди того, что роднит все в этом мире — законы физики. Тепло необходимо для жизни на Земле. Тепло — это, прежде всего, энергия движения. Именно увеличивающаяся скорость молекул вещества делает предметы теплыми и даже горячими. Чем быстрее движутся молекулы, тем ощутимее тепло. Если скорость слишком велика, тепло становится нестерпимым и обжигающим.

А вот сейчас мы и проверим некоторые свойства тепла. Возьмите три большие миски или небольших тазика. Первую наполните до половины горячей водой, но не кипятком, который обжигает, разумеется. Вторую — слегка теплой водой. А третью — очень холодной.

Поместите левую руку в горячую воду, а правую в холодную и несколько минут подержите руки в этих мисках. Затем отряхните руки от воды и поместите обе в теплую воду, которая находится в средней миске. Что вы чувствуете?

Левой руке стало холодно, а правой — тепло.

Пояснение: Когда вы помещаете руки в теплую воду, часть тепла из левой руки начинает нагревать воду и вы чувствуете потерю тепла. В итоге левой руке становится холодно. А правую руку, наоборот, начинает нагревать теплая вода и вы чувствуете прилив тепла к ней.

Теперь попробуем «создать» тепло при помощи молотка и гвоздя. Начинаем вбивать гвоздь молотком в деревянную доску, соблюдая при этом все меры предосторожности. Когда гвоздь вбит — и он, и молоток стали теплыми.

Пояснение: ваша мышечная энергия заставляет молоток совершать движения и передается от молотка гвоздю. Приток энергии заставляет молекулы молотка и гвоздя двигаться быстрее и тепло возрастает.

Потрите 10 раз свои ладони друг об друга и они станут теплее.

Пояснение: Движение (потирание ладоней) ведет к перемещению молекул. Следовательно, и температура ладоней увеличивается.

А теперь посмотрим, как Солнце делится своим теплом. Налейте в блюдце немного холодной воды и поставьте на под прямые солнечные лучи. Дайте блюдцу немного постоять, а затем коснитесь воды рукой. Но лучше измерить ее температуру до и после, используя для этого специальный кулинарный термометр, который не боится воды. Вы обнаружите, что вода становится все теплее и теплее.

Пояснение: Солнце излучает невидимую инфракрасную энергию, которая нагревает предмет. Ее также называют радиацией.

Надуем при помощи тепла воздушный шарик. Возьмите пустую трехлитровую банку и натяните шарик на ее горлышко. Поместите банку в большой таз с горячей водой. Шарик начнет наполняться воздухом.

Пояснение: Когда воздух в якобы пустой банке нагревается, его молекулы начинают двигаться быстрее в направлении друг от друга. В итоге воздуху начинает требоваться больший объем. Поскольку выход из банки перекрыт натянутым на нее шариком, нагретый воздух начинает поступать в него. Материал, из которого сделан шарик, эластичен и в итоге шарик начинает приподниматься.

Как вы думаете, что произойдет, если прекратить нагрев банки? Попробуйте, и узнаете сами!