Кипение воды при пониженном давлении
Думаете, вода закипает только при температуре в 100 градусов? А вот и нет! Согласно уравнению Клапейрона—Клаузиуса, с ростом давления температура кипения увеличивается, а с уменьшением давления, соответственно, уменьшается. Например, на вершине Эвереста вода закипит при температуре 69 градусов.
Интересно, а возможно ли сделать так, чтобы вода комнатной температуры закипела? Для этого нам потребуется специальный очень мощный насос, при помощи которого мы откачаем воздух и создадим крайне низкое давление.
На какую аудиторию расчитано? На саркастичных троллей?
специальный очень мощный насос
а можно наоборот с избыточным давлением расгочегарить, тогда чай заварится лучше))
А если бы воды было поменьше, она бы вскипела и замёрзла.
Интересно, а если предварительно положить в стакан с водой пакетик чайный, он заварится при таком кипичении или нет?
Душ на Луне: ученые узнали, как спутник получает воду с Земли уже миллиарды лет
На Луне есть тысячи кубометров собственных запасов влаги
Исследователи из Карлова университета в Праге совместно с Университетом Аляски определили еще один источник воды, скопившейся на Луне. Кроме астероидов и метеоритов, воду спутнику предоставляет сама Земля — из своей атмосферы. И происходит это уже миллиарды лет.
Планета периодически теряет ионы водорода и кислорода — они улетучиваются из верхних слоев атмосферы в магнитосферу. Каждый раз, проходя свой путь вокруг Земли, Луна попадает в хвост геомагнитного поля, содержащий эти ионы. И на пять дней в течение каждого лунного месяца оказывается под его воздействием. Это показали недавние измерения с японского лунного орбитального аппарата «Кагуя».
Когда спутник сталкивается с «хвостом», катионы водорода и анионы кислорода сближаются друг с другом и могут свободно реагировать, восстанавливая химические связи и образуя молекулы воды. Затем их «захватывает» Луна.
«Это может выглядеть, как будто Луна находится под душем: поток молекул воды из атмосферы Земли падает на ее поверхность» - Гюнтер Клетечка
геофизик, сотрудник Карлова университета и Университета Аляски в Фэрбенксе
Ученые предполагают, что раз Луна не имеет своего магнитного поля, то молекулы, ударяясь о поверхность, создают вечную мерзлоту. Часть этого слоя со временем уходит в разломы и трещины и там может превратиться в жидкую воду.
Такие трещины в горных лунных породах обнаружил разведывательный орбитальный аппарат NASA. Он показал пористые пространства вокруг полюсов Луны и в нескольких крупных ударных кратерах, где могут находится большие резервуары с водой. Ее накопление могло начаться после периода «поздней тяжелой бомбардировки» астероидами, то есть процесс идет уже четыре миллиарда лет.
Исследователи рассчитали, что за это время Луна могла запасти в своих недрах до 3500 кубокилометров воды — как жидкой, так и в виде льда. Это примерно равно объему озера Гурон. Поступает вода из разных источников, но значительная часть, считают ученые, все-таки с Земли.
Данные исследования понадобятся при выборе места для строительства на Луне станции и лагеря астронавтов — земляне обоснуются поближе к источникам воды. По планам NASA, там должна разместиться команда миссии «Артемида», первый пилотируемый полет которой запланирован на 2023 год.
Занимательная физика
Правда ли, что опасно смешивать кипячёную и некипячёную воду?
. и какая вода лучше очищена.
Многие из нас с детства слышали, что нельзя разбавлять горячий чай некипячёной водой, потому что это может вызвать нарушение пищеварения. Мы решили разобраться, есть ли у этой рекомендации научное обоснование.
Встречается несколько версий, объясняющих, почему вредно подливать сырую воду к кипячёной. Согласно одной из них, некипячёная вода — «живая», а после кипячения она становится «мёртвой»: полезные вещества под воздействием высоких температур разрушаются. Считается, что у «живой» и «мёртвой» воды разная структура, поэтому их смешение вызывает кишечное расстройство.
На самом деле вода (WOW!) — простая молекула. Атом кислорода ковалентно связан с двумя атомами водорода. При нагревании вода может превратиться в пар, но химически останется неизменной. В самой воде нет витаминов, но могут быть различные примеси и бактерии.
Ещё сто лет назад многие пили воду из колодцев, и она могла содержать патогенные организмы, избавиться от которых можно только с помощью кипячения. Не зная причин, а просто из жизненного опыта люди считали сырую воду опасной для здоровья и старались не добавлять её ни в напитки, ни в блюда. Историческая память об этом, видимо, основная причина, по которой люди боятся смешивать кипячёную и сырую воду до сих пор.
Сейчас мы пользуемся современным водопроводом и фильтрами или покупаем бутилированную воду. Чтобы понять, можно ли её добавлять, давайте разберёмся, какая же вода лучше очищена.
1. Водопроводная вода
Почти 90% россиян живут в домах с центральным водопроводом. Поступающая в кран вода проходит многоступенчатую очистку и считается пригодной для питья. Но от региона к региону качество воды может отличаться, к тому же в ней сохраняется остаточная концентрация дезинфектанта — хлора.
2. Фильтрованная вода
Для многих использование домашних фильтров — альтернатива очищению воды с помощью кипячения. Встроенные фильтры обратного осмоса настолько хорошо удаляют все примеси, что воде после этого может потребоваться искусственная минерализация. Но чаще всего люди пользуются фильтр-кувшинами и забывают регулярно менять картриджи, из-за чего в них начинают размножаться бактерии. Польза такой воды весьма условна.
3. Бутилированная вода
Согласно опросу ВЦИОМ, 16% россиян регулярно пьют бутилированную воду. В принципе, это та же фильтрованная вода, но разлитая в пластиковую тару. При неправильном хранении, как напоминает Роспотребнадзор, такая вода через некоторое время может стать опасной для здоровья.
4. Кипячёная вода.
Кипячение — простой и эффективный способ очистить воду и убить вредные бактерии. Рекомендуется довести воду до 100 °С и подержать на огне ещё минимум одну минуту.
Одно из исследований показало, что система мгновенного кипячения наравне с фильтрацией воды снижают концентрацию побочных продуктов дезинфекции питьевой воды примерно на 90%. Когда к кипячёной воде добавляют даже чуть-чуть сырой воды, то жидкость становится некипячёной.
Если вы уверены в качестве фильтрованной, бутилированной или водопроводной воды, то её можно абсолютно безопасно смешивать с кипячёной. А если у вас есть сомнения, то используйте воду только после кипячения. Оно на 100% обеззараживает воду, благодаря чему она не может вызвать диарею или другие расстройства пищеварения. Ваш Кэп.
Наш вердикт: заблуждение
Ещё нас можно читать в Телеграме, в Фейсбуке и в Вконтакте
В сообществах отсутствуют спам, реклама и пропаганда чего-либо (за исключением здравого смысла).
Почитать по теме:
Заставлю хвостом своим протирать!
Что будет, если выжать мокрую тряпку в космосе?
Насадка на пожарный брандспойт "Водяной щит"
Да как так-то?
Что будет, если на трубку, из которой течёт вода, подать звук в 25 герц.
Правда ли, что взрослому человеку нужно выпивать в день 2 литра (восемь стаканов) воды?
Распространено мнение, что для поддержания крепкого здоровья взрослому человеку требуется выпивать в сутки два литра (или восемь стаканов) воды. Мы решили проверить, подтверждается ли эта рекомендация научными данными.(Спойлер для ЛЛ: это заблуждение. Утверждение, что для поддержания водного баланса подходит только чистая вода, а не чай/кофе/сок/молоко, тоже неверно)
Вода выполняет множество функций в нашем организме: входит в состав крови, растворяет питательные вещества для лучшего усвоения, участвует во множестве биохимических процессов и выводит отходы жизнедеятельности. Организм удаляет воду благодаря работе почек, кожи и лёгких. Так, с мочой в день человек теряет в среднем от 0,5 до 1,5 л жидкости, и чуть менее 1 л покидает наш организм вместе с дыханием и в процессе потоотделения. Патологические состояния (длительная рвота или тяжёлая диарея) могут привести к потери 4 и более литров жидкости за день.
Основная доля жидкости поступает в организм через пищеварительный тракт, ещё некоторое количество образуется при метаболических процессах. Суммировав указанные выше потери, объём в 2 необходимых литра (или восемь стаканов) воды в сутки кажется довольно очевидным. Но так ли это?
На самом деле можно установить даже наиболее вероятный первоисточник рекомендации выпивать 2 л воды в сутки. Такое количество впервые фигурирует в рекомендации 1945 года комиссии по продовольствию и питанию Национального научно-исследовательского совета США. Однако информация о 2 л была представлена там в другом контексте. В документе говорилось, что взрослым рекомендуется употреблять 1 мл жидкости на каждую съеденную калорию. За среднее были приняты такие нормы потребления: 2000 калорий в день для женщин (следовательно, 2 л) и 2500 калорий для мужчин (то есть 2,5 л).
Отдельно в документе проговаривалось, что учитывается не только вода, а любая жидкость, в том числе поступающая из фруктов и овощей, которые в значительной мере состоят из воды. Почти 20 лет спустя похожая цифра всплыла в книге «Питание для крепкого здоровья» Маргарет МакУильямс и Фредерика Стэра. Они рекомендовали выпивать в день от шести до восьми стаканов воды. В этом совете уже не учитывались другие типы жидкостей (чай, кофе, супы, соки и т. д.), а также продукты со значительной долей воды в составе.
В 2002 году в «Американском журнале физиологии» был опубликован масштабный метаобзор на эту тему. Учёные не нашли никаких научных подтверждений необходимости выпивать 2 л воды в сутки. При этом они смогли выделить несколько опасностей, подстерегающих тех, кто решит следовать этой норме: водная интоксикация и гипонатриемия (недостаток натрия в организме). Эти состояния крайне опасны для организма.
В частности, марафонская бегунья Джоанна Пакенем пострадала из-за перегидрации: посреди дистанции она упала в обморок, была доставлена в больницу, где провела ещё почти три дня в коме (отметим все же совокупное воздействие различных факторов в условиях марафона). Зафиксированы даже летальные исходы от водной интоксикации.
В этом же метаобзоре учёные рассмотрели возможные преимущества употребления значительных объёмов воды. В исследованиях относительно взаимосвязи частоты различных видов рака, а также ишемической болезни сердца и суточного потребления воды учёные смогли выявить только корреляцию, а не зависимость.
Более того, разделение на группы «пьющие много» и «пьющие мало» проходило отнюдь не на границе 2 л в день.
▪️ В десятилетнем исследовании предпосылок развития рака мочевого пузыря у мужчин более низкий риск выявили в группе, потребляющей в сутки от 1440 мл жидкости (а не воды), а самый высокий — у тех, кто пьёт меньше 240 мл.
▪️ В шестилетнем исследовании связи объёма потребляемой жидкости в сутки и риском фатальной ишемической болезни сердца у женщин было продемонстрировано, что риск ниже у тех, кто выпивает от 1185 мл жидкости, а выше — у тех, кто пьёт меньше 474 мл.
▪️ Долгосрочное когортное исследование также не выявило связи между потреблением значительных объёмов воды и более высокой продолжительностью жизни.
Интересно, что для поддержания водного баланса и, следовательно, для профилактики различных болезней одинаково хорошо подходят разные напитки, хотя многие по-прежнему считают, что содержащийся в некоторых напитках кофеин делает их или непригодными, или менее полезными для организма с точки зрения восполнения водного баланса.
Так, в рандомизированном контролируемом исследовании не обнаружено никакой значимой разницы в эффективности воды и чёрного чая для поддержания водного баланса.
Исследование 2000 года рассмотрело ещё больше вариантов различных напитков: анализировались напитки без кофеина, содержащие кофеин, калорийные (например, различные сладкие газировки) и бескалорийные. Все четыре группы напитков были признаны одинаково подходящими для восполнения водного баланса организма.
Отдельно в 2014 году проверили кофе (бытует мнение, что этот напиток не восполняет жидкость в организме, а, наоборот, ведёт к обезвоживанию)*. Кофе в умеренных дозах (три-шесть чашек в день) оказывал такое же «увлажняющее» действие на организм, как и вода, следовательно, подходил для восполнения водного баланса.
Даже алкогольные напитки демонстрируют сравнимую с водой способность восполнять потери жидкости в нашем организме. Таким образом, и чай, и кофе, и сладкую газировку, и суп, и бокал вина за ужином можно учитывать при подсчёте потребляемой жидкости.
Более того, наш организм вполне может сам контролировать необходимую норму жидкости.
— считает Ирвин Розенберг из лаборатории неврологии и старения Университета Тафтс в штате Массачусетс. Итог подводит рекомендация британского министерства здравоохранения: взрослому человеку рекомендуется употреблять шесть-восемь стаканов жидкости. При подсчёте должны учитываться вода, чай, кофе, молоко, фруктовые соки и смузи, спортивные и энергетические напитки.
Таким образом, рекомендация пить восемь стаканов чистой воды в день для поддержания здоровья организма и профилактики различных болезней не имеет под собой никакой научной основы. Оптимальной для взрослого человека в умеренном климате нормой потребления считается шесть-восемь стаканов любой жидкости, в том числе получаемой из пищи.
Наш вердикт: заблуждение
Ещё нас можно читать в Телеграме, в Фейсбуке и в Вконтакте.
В сообществах отсутствуют спам, реклама и пропаганда чего-либо (за исключением здравого смысла).
Почитать по теме:
Капли воды на камертоне
Имбирное растение в Коста-Рике
Местные гиды в Коста-Рике используют воду из этого имбирного растения в качестве средства от комаров на своей коже и в качестве питьевой воды при жажде.
В мире природы много лекарств, спрятанных в растениях.
Просто физика
Правда ли, что Фаренгейт принял за 100 градусов температуру тела своей больной жены?
Согласно распространённой версии, немецкий естествоиспытатель собирался зафиксировать важную отметку на своей шкале на уровне нормальной температуры человеческого тела. Однако у его супруги в этот момент был жар, из-за чего сегодня 100 °F соответствует 37,8 °C. Мы проверили, насколько правдоподобна эта легенда и разобрались в истории появления температурных делений.
(Спойлер для ЛЛ: неправда)
Если воспользоваться онлайн-калькулятором для перевода градусов Фаренгейта в более привычные нам градусы Цельсия, то получим следующий результат:
То есть, действительно, если версия с температурой тела как мотивом истинна, то эталоном для Фаренгейта должен был послужить не совсем здоровый человек. Ознакомимся с историей появления его изобретения поподробнее.
Даниэль Габриэль Фаренгейт родился в 1686 году в Данциге (нынешнем Гданьске) в немецкой семье. С юных лет он проявил интерес к естественнонаучным экспериментам, и позднее, когда уже обосновался в Нидерландах, изготовил термометр и барометр. Сначала термоскопической жидкостью ему служил спирт, однако около 1714 года он заменил спирт ртутью, чем достиг гораздо большей точности измерений. Наконец, в 1724 году он предложил принципиально новую шкалу, которая станет стандартом в англоязычных странах для метеорологических, промышленных и медицинских целей на следующие два с половиной века. Для перевода температуры по этой шкале в градусы Цельсия и обратно используются следующие формулы:
Многие люди, впервые сталкивающиеся с ними, сетуют на неудобство подобного преобразования. Однако шкала Цельсия была предложена на 18 лет позже, в 1742 году, то есть вопросы в данном случае должны быть обращены не к Фаренгейту.
Итак, что мы знаем сегодня о трёх калибровочных точках шкалы Фаренгейта?
Задумавшись о подходящей разметке для своего будущего термометра, Фаренгейт в 1708 году посетил пожилого датского астронома Оле Рёмера (не путать с Реомюром), который разработал собственную шкалу. Следует отметить, что у Рёмера температура кипения воды равнялась 60 градусам, за ноль была взята температура очень холодной зимы в Дании, вода замерзала при 7,5 градуса, а нормальная температура тела составляла 22,5 градуса.
Много лет спустя в письме к другому физику Фаренгейт расскажет об этом своём визите:
Таким образом, за базу своей шкалы Фаренгейт взял разработку Оле Рёмера, однако для удобства умножил некоторые (но не все, как мы убедимся далее) числа на 4. При этом уже в описании шкалы датчанина упоминается некая «температура тела». Однако это не даёт точного ответа на вопрос о калибровочных точках. В своей публикации 1724 года Фаренгейт пишет, что в его шкале таковых используется три: максимально низкая температура смеси льда, воды и нашатыря или даже морской соли» (0 °F), температура таяния льда (32 °F) и температура тела (96 °F). Однако это не совсем корректное сообщение. Как отмечают современные учёные, в первом случае можно получить +5 °F или даже –8 °F (в случае морской соли), то есть это даже не одна и та же величина, не говоря уже о несоответствии нулю. Возможно, права легенда о том, что за ноль было взято положение столбика в аномально холодную зиму 1708–1709 годов в Данциге (а не в Дании).
После смерти Фаренгейта его шкала немного поменялась. В 1776 году комиссия Лондонского Королевского общества во главе с Генри Кавендишем приняла решение откалибровать шкалу так, чтобы вода замерзала ровно при 32 °F, а кипела, соответственно, при 212 °F (расстояние в 180 градусов — круглое число, особенно для градусов). Так что сегодня «нормальная температура тела» составляет не 96 °F, как при Фаренгейте (сейчас это было бы равно 35,56 °С), а 97,88 °F (в подмышечной впадине) и 98,6 °F (во рту).
Да, и, наконец, о жене Даниэля Фаренгейта. Увы, увлечённый своими опытами, за всю свою жизнь он так ни разу и не женился.
Ещё нас можно читать в Телеграме, в Фейсбуке и в Вконтакте.
В сообществах отсутствуют спам, реклама и пропаганда чего-либо (за исключением здравого смысла), а в день обычно публикуем не больше двух постов.
Изменение давления во время погружения
Как зубы чувствуют холод
Зубы болят от холода потому, что у них повреждена эмаль – из-за бактерий ли, или из-за пищевых кислот. В эмали образуются впадины, полости, выемки, которые делают зубы сверхчувствительными к низкой температуре. Связь между повреждениями эмали и повышенной чувствительностью к холоду была известна давно, но как именно зубы его чувствуют, долгое время оставалось загадкой.
Предполагалось, что здесь всё дело в крохотных каналах с жидкостью, которые пронизывают зуб: от перепада температуры жидкость двигается, и вот это движение жидкости воспринимается как холодовая боль. Но всё упирается в то, где у зубов холодовые рецепторы. Всё-таки зубы – не кожа, обычных терморецепторов на эмали у них нет, и в дентине, который лежит под эмалью, тоже нет. Но где-то они должны быть.
Любой рецептор – это белок (или комплекс белков), который встроен в мембрану сенсорной клетки и который работает как ионный канал. Рецептор реагирует на определённые воздействия – например, на понижение температуры. Когда становится холодно, белок-рецептор открывает поток ионов между наружной и внутренней стороной мембраны. Электрические параметры мембраны из-за этого мгновенно меняются, и возникает электрохимический импульс, который бежит к мозгу.
Около пятнадцати лет назад сотрудники Медицинского института Говарда Хьюза обнаружили ионный канал TRPC5, который оказался сверхчувствителен к холоду. Но обнаружили его как ген и соответствующий ему белок. Где в теле находится TRPC5, было неясно. Точно не в коже: мыши, у которых выключали ген TRPC5, продолжали чувствовать холод. Но тут кто-то вспомнил, что есть ещё один орган, который чувствует холод – это зубы.
Дальнейшие эксперименты на мышах показали, что TRPC5 действительно находится в зубах: у животных с отключённым геном TRPC5 никаких болевых сигналов в ответ на холод от зубов не передавалось. Точно также не было болевых сигналов, если ионный канал TRPC5 блокировали химически, чтобы он не работал. Кстати, вещества, что блокируют канал TRPC5, содержатся в гвоздичном масле – в старые (да и не в очень старые) времена его широко использовали, чтобы снять зубную боль.
Вместе с коллегами из Университета Эрлангена – Нюрнберга и других научных центров исследователи опубликовали статью в Science Advances, в которой говорится, что рецептор TRPC5 несут на себе клетки одонтобласты. Они сидят не границе между пульпой зуба и дентином; собственно, одонтобласты дентин и производят. У них есть длинные отростки, которые заполняет канальцы внутри дентина – те самые канальцы, о которых шла речь выше. Канальцы вместе с отростками одонтобластов могут достигать эмали. И если эмаль повреждена, отросток клетки легко почувствует резкий холод с помощью рецептора TRPC5. Одонтобласты соединены с нейронами, и потому сразу отправляют болевой импульс в мозг.
Конечно, лучше всего, когда сам следишь за зубами и не допускаешь, чтобы бактерии и кислота разрушали их эмаль. Но зубы у всех разные, и у кого-то они всю жизнь остаются плохими, несмотря на все усилия. Может быть, с новыми данными об одонтобластах и их рецепторах у нас появятся эффективные средства, которые позволят людям с холодочувствительными зубами спокойно есть мороженое.