|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
MAKMAL SAINTIFIK KANAK-KANAK
Sudu besar alam semula jadi. Makmal Sains Kanak-Kanak
Buku Panduan / Makmal Sains Kanak-Kanak Pada Februari 1970, berhampiran pulau Martinique di Laut Caribbean, tiga saintis Amerika - G. Stommel, L. Howard dan D. Nergard - dengan kegigihan yang dicemburui cuba memacu usus plastik sepanjang kilometer di bawah air, seperti yang dilakukan oleh tukang kebun. gunakan untuk menyiram bunga dan pokok. Usus fleksibel menjadi terjerat dan pecah, menyebabkan banyak masalah bagi saintis, tetapi mereka akhirnya mencapai matlamat mereka: pada akhirnya, usus "bergantung" secara menegak - dari permukaan air hingga kedalaman 1000 meter. Dan kemudian para saintis melihat apa yang mereka mahu lihat: mereka menguji secara eksperimen peruntukan teori yang dinyatakan 14 tahun sebelumnya oleh G. Stommel, A. Arong dan D. Blangard dalam karya "The Oceanographic Mystery", dan yakin bahawa peruntukan ini adalah benar. . Penulis karya teori ini, setelah mengkaji pengedaran ketumpatan air bergantung pada kemasinan dan suhunya di kawasan yang berbeza di Lautan Dunia pada kedalaman yang berbeza, sampai pada kesimpulan bahawa jika, sebagai contoh, di Laut Sargasso berhampiran Kepulauan Bermuda, paip tembaga, katakan 1000 meter panjang, diturunkan secara menegak dan diameter dalaman 2 sentimeter supaya hujungnya tidak menonjol terlalu tinggi di atas air, maka akan mungkin untuk memerhatikan fenomena yang menakjubkan, yang dipanggil oleh pengarang sebagai " air pancut garam yang kekal”. Untuk memulakan air pancut ini, cukup untuk menyambungkan hujung atas paip ke pam, hidupkan dan teruskan ia cukup lama untuk mengangkat sebahagian air kurang masin dari seribu meter dalam. Selepas ini, pam boleh diputuskan, dan air dari paip akan mengalir dengan sendirinya seperti air pancut. Hakikatnya ialah pam masuk ke dalam paip dari tanda seribu meter air sejuk yang kurang masin daripada air dalam lapisan yang lebih tinggi. Naik ke atas, air menjadi agak panas, menerima haba melalui dinding paip dari air yang lebih panas sedikit di lapisan atas. Dinding tembaga paip menyediakan pertukaran haba, tetapi bukan pertukaran garam, supaya air dalam paip menjadi lebih panas apabila ia bergerak ke atas, kekal sedikit masin, dan oleh itu agak kurang padat. Oleh itu, lajur air yang terkandung dalam paip adalah lebih ringan daripada lajur setara air di luar paip. Perbezaan berat memberikan perbezaan tekanan, yang akhirnya menyebabkan kurang air masin naik ke atas paip. Sekiranya hujung paip tidak menonjol terlalu tinggi di atas permukaan, maka tekanan berlebihan akan mencukupi untuk memacu "pancutan air abadi", dan air masin yang kurang akan terus keluar dari hujung paip yang menonjol. Proses ini akan berterusan sehingga air di Laut Sargasso bercampur dengan sempurna, iaitu hampir selama-lamanya.
Setelah menerima pancutan garam setinggi 60 sentimeter, saintis tiba-tiba mula meragui: bagaimana jika bukan perbezaan ketumpatan, tetapi ombak di permukaan yang menyebabkan air naik? Gelombang menggerakkan hos fleksibel dan elastik yang dipasang pada pelampung, dan mungkin mengubahnya menjadi sejenis pam, yang memberi tenaga kepada "air pancut kekal" dengan tepat. Mengulangi percubaan dengan hos tidak fleksibel memungkinkan untuk menghapuskan keraguan: air pancut garam berfungsi dalam kes ini juga. Jom cuba dapatkan air pancut garam juga. Kami tidak memerlukan hos sepanjang kilometer untuk ini, dan bukannya Bermuda kami hanya perlu pergi ke dapur. Dan kita akan memodelkan lautan tropika, air di dalamnya lebih panas dan lebih masin di permukaan dan lebih sejuk dan kurang masin pada kedalaman, menggunakan kuali lebar. Kami juga memerlukan cawan plastik, katakan, dari keju Volna, di bahagian bawahnya anda harus menembusi lubang dengan pin.
Untuk memulakan, tuangkan air paip sejuk ke dalam kuali lautan supaya kedalaman lapisan bawah ini adalah 3-4 sentimeter. Letakkan cawan plastik dengan lubang di dalam air secara terbalik. Sekarang, dengan sangat berhati-hati, untuk mengelakkan kacau sebanyak mungkin, kami akan menuangkan air suam ke dalam kuali sehingga air sejuk muncul dari lubang di kaca. Dan akhirnya, mari kita simulasi lapisan permukaan lautan tropika - untuk melakukan ini (sekali lagi dengan sangat berhati-hati) kita akan mencurahkan lapisan nipis air masin panas di atas lapisan air suam. Lautan sudah siap. Jika anda kini menitiskan cat atau dakwat ke atas lubang dalam cawan, anda dapat melihat bahawa pancutan air kecil memancar keluar dari lubang itu, menyerupai pancutan garam lautan. Air yang mengalir keluar dari kaca mempunyai suhu yang lebih kurang sama dengan air di luarnya pada kedalaman yang sama, tetapi ia kurang masin dan oleh itu lebih ringan. Ini menyebabkan air mengalir keluar dari kaca. Air pancut akan beroperasi sehingga garam dan haba diagihkan sama rata ke seluruh isipadu "lautan" kami. jari garam Disebabkan fakta bahawa haba merebak dalam larutan garam lebih cepat daripada garam - kira-kira seratus kali - di lautan, dalam keadaan tertentu, mungkin terdapat sejenis paip tembaga semulajadi, atau lebih tepatnya, banyak tiub kecil - saluran yang tidak kelihatan melalui pergerakan berlaku air dalam air. Jika lapisan air masin suam diletakkan di atas lapisan air yang sejuk, tidak terlalu masin, maka air pancut garam kecil terbentuk pada permukaan antara muka, yang dipanggil "jari garam" - aliran air kurang masin memancar, dipisahkan antara satu sama lain dengan jatuh tali air lebih masin.
Ia tidak mungkin untuk memerhatikan jari garam secara langsung di lautan, tetapi di dapur, sila! Untuk melakukan ini, hanya tuangkan air panas masin berwarna ke dalam segelas air paip sejuk. Sudah tentu, anda perlu mencurahkan dengan berhati-hati supaya antara muka antara air sejuk dan panas agak jelas. Untuk mendapatkan antara muka yang jelas antara lapisan air di "lautan," D. Walker menasihati menuangkan air panas dari ketinggian kecil ke sekeping papan terapung; K. Stong mengesyorkan menggunakan bulatan kertas yang diturunkan pada tali ke permukaan air sejuk di dalam balang.
Dalam beberapa minit, selepas model siap, jari garam akan tumbuh di permukaan antara muka, 1 hingga 5 sentimeter panjang dan kira-kira satu milimeter tebal. Fenomena ini berterusan untuk masa yang agak lama - dari beberapa minit hingga beberapa jam. Penampilan dan perkembangan jari garam boleh dijelaskan oleh pengujaan gelombang, yang mengubah bentuk antara muka yang pada mulanya tenang. Titisan air sejuk bergerak ke atas ke dalam air panas, dan sebaliknya. Oleh kerana perbezaan dalam kelajuan penyebaran haba dan penyebaran garam, titisan yang berada di atas garis pemisah pada dasarnya hanya panas, kepekatan garam di dalamnya kekal hampir tidak berubah, mereka menjadi lebih ringan dan terus meningkat; titisan yang mendapati diri mereka di bawah garis pemisah mengeluarkan haba, menjadi lebih sejuk, menjadi lebih berat dan tenggelam.
Oleh kerana kehilangan haba yang besar melalui dinding kapal, percubaan dengan jari dalam persekitaran yang hangat masin tidak selalu berjaya dengan serta-merta. Ahli fizik Inggeris S. Turner mencadangkan untuk eksperimen sistem garam-gula yang lebih rasional yang dibentuk oleh dua larutan. Penyelesaian pertama adalah masin-manis: dua setengah sudu teh garam dan satu sudu teh gula pasir setiap segelas air paip. Penyelesaian kedua adalah manis dan masin: dua sudu teh gula dan satu sudu teh garam setiap segelas air paip. Pertama, larutan masin-manis dituangkan ke dalam balang kaca - ia membentuk lapisan bawah keseluruhan sistem. Kemudian, dengan berhati-hati, mengekalkan permukaan antara muka, larutan manis-masin dituangkan ke dalam balang yang sama; ia perlu diwarnakan (Ink Rainbow - biru atau merah). Jari garam akan muncul dalam masa sejam dan akan bertahan selama beberapa jam. Kadar pertumbuhan jari dalam eksperimen ini bergantung pada kadar resapan garam, dan penampilannya adalah disebabkan oleh fakta bahawa garam meresap lebih cepat daripada gula. Lapisan atas (manis-masin) mempunyai ketumpatan yang lebih rendah daripada yang lebih rendah, dan sempadan antara lapisan, nampaknya, harus stabil. Tetapi ketidakstabilan awal rawak menghantar sejumlah kecil larutan gula ke bawah, dan garam menembusi bonjolan yang terhasil lebih cepat daripada gula meresap ke dalam air garam sekeliling. Benjolan dengan penambahan garam menjadi lebih padat daripada persekitarannya dan bergegas turun, membentuk jari. Dengan cara yang sama, bonjolan kecil air masin dari lapisan bawah yang lebih tumpat, menembusi ke atas ke dalam larutan masin manis, kehilangan garamnya lebih cepat daripada gula, menjadi lebih ringan daripada persekitarannya dan bergegas ke atas dalam bentuk tumbuh-tumbuhan. jari. Pengayun garam Dan akhirnya, satu lagi eksperimen menakjubkan berdasarkan perbezaan ketumpatan garam dan air tawar. Untuk eksperimen, anda memerlukan balang kaca untuk sayur-sayuran dalam tin atau gelas teh nipis, kartrij aluminium untuk validol atau filem fotografi. Anda juga boleh menggunakan cawan plastik daripada beberapa ubat. Tusuk bahagian bawah kaca dengan jarum, lebih baik dipanaskan, supaya tepi lubang licin. Mudah untuk menebuk lubang pada kartrij aluminium dengan jarum yang sama.
Tuangkan air sejuk ke dalam balang hampir ke bahagian atas. Sediakan air garam (satu hingga satu setengah sudu teh garam setiap segelas air), warnakan dengan dakwat Pelangi (biru atau merah). Selamatkan cawan dalam pemegang kadbod dengan memotong lubang di dalamnya sama saiz dengan cawan. Kemudian turunkannya ke dalam balang dan, tuangkan larutan garam, pastikan paras air di dalam gelas menjadi lebih tinggi sedikit daripada di dalam balang. Sekarang lihat apa yang berlaku. Air masin yang lebih tumpat dan lebih berat mula mengalir melalui lubang dalam cawan ke dalam air tawar. Ia boleh diandaikan bahawa ia akan terus mengalir keluar sama rata sehingga paras air garam dalam gelas berkurangan sehingga tekanan air garam yang mengalir menyamai tekanan air tawar dalam balang pada paras lubang. Ini nampaknya berlaku. Garisan berwarna menjadi lebih nipis dan hilang. Semua? Tidak, selepas beberapa ketika strim muncul semula dan hilang semula. Ini berterusan untuk beberapa lama.
Sangat mudah untuk meneka apa yang berlaku di dalam kaca apabila aliran berhenti, mengingati percubaan pertama: terdapat mata air tawar - dari bahagian bawah kaca, lebih tepat lagi, dari lubang, segar, iaitu, lebih ringan, air naik naik melalui ketebalan air garam. Jika air tawar itu diwarnakan, kita akan dapat memerhati air pancut ini. Oleh itu, sistem ayunan tertentu telah dicipta, yang dipanggil "pengayun garam Martin" selepas saintis yang pertama kali menemui kesan ini pada tahun 1970. Tempoh ayunan pengayun bergantung terutamanya pada saiz lubang dan suhu air tawar. Operasi pengayun adalah berdasarkan mekanisme yang sama seperti dalam eksperimen sebelumnya.
A. Sistem berada dalam keseimbangan. Di bawah lubang dalam gelas adalah air sejuk segar; di atas lubang adalah cecair yang lebih padat, air garam. B, C. Kemunculan ketidakstabilan Rayleigh-Taylor, "ayunan" dan permulaan aliran air tawar ke atas. Pengayun garam, tulis D. Walker, adalah contoh sistem yang mula berayun selepas pengujaan diri disebabkan oleh ketidakstabilan Rayleigh-Taylor (ketidakstabilan pada antara muka lapisan cecair yang lebih tumpat terletak di atas yang kurang tumpat, apabila antara muka berada dalam keseimbangan hidrostatik), diikuti dengan pengujaan pantas (ayunan) pada antara muka dua cecair. Dalam erti kata lain, dalam pengalaman kami, walaupun penyamaan tekanan dalam lubang, lapisan cecair lebih tumpat terletak di atas lapisan cecair kurang tumpat adalah tidak stabil dan tertakluk kepada beberapa gangguan rawak yang lemah. Gangguan sedemikian menghasilkan bonjolan kecil pada antara muka antara dua cecair. Disebabkan perbezaan ketumpatan, sebahagian daripada cecair yang kurang tumpat ditolak ke atas dari antara muka lama dan sebahagian daripada cecair yang lebih tumpat ditolak ke bawah. Ketidakstabilan ini meningkat dengan cepat dan pengayun garam mula bertindak. Air tawar, menembusi ke atas, mempercepatkan alirannya melalui lubang kerana ia lebih ringan daripada air masin pada paras yang sama di sisi lain lubang. Pancuran air tawar mula mengalir, dan tiba saatnya aliran ini menghentikan aliran air masin. Mengepam air ke dalam cawan secara beransur-ansur membawa kepada peningkatan ketinggian cecair di dalamnya dan, akibatnya, kepada peningkatan tekanan pada paras lubang. Kehilangan air dari balang sedikit mengurangkan paras air di dalamnya, kerana balang lebih lebar daripada kaca. Akhirnya tiba satu titik apabila tekanan air masin di dalam lubang menjadi cukup besar untuk mengurangkan dan kemudian menghentikan pancutan air tawar. Kitaran sudah berakhir. Kini terdapat terlalu banyak air di dalam gelas, dan aliran itu muncul semula. Secara beransur-ansur aliran berkurangan sehingga tekanan pada paras lubang disamakan semula. Kemudian beberapa gangguan rawak sekali lagi menyebabkan cembungan pada antara muka - mata air tawar muncul. Oleh itu, aliran silih berganti: sekarang naik, sekarang turun - ini adalah pengayun garam. Kelajuan aliran bergantung pada diameter lubang dalam cawan dan kelikatan cecair. Seperti dalam percubaan sebelumnya, anda boleh mencuba cecair lain, hanya penting bahawa ia berbeza dalam ketumpatan dan tidak bercampur, sebagai contoh, campuran alkohol dan air. D. Walker melaporkan bahawa dia cuba untuk bekerja dengan air sedikit berwarna biru dan larutan molase berwarna merah, dan memerhatikan, dalam kata-katanya, cermin mata yang hampir menakjubkan. Untuk membina pengayun, S. Martin menggunakan picagari perubatan. Tempoh ayunan dalam kes ini adalah sama dengan 4 saat, dan hayat operasi pengayun ialah 20 kitaran. Pengayun kami, dengan kartrij validol aluminium diletakkan di dalam gelas teh, berfungsi dengan kitaran 10 saat selama sejam.
Pengayun besar, dibina daripada balang lima liter dan botol plastik peluntur Iskra-2, dalam larutan garam yang dimaniskan sedikit dengan gula dan diwarnakan tebal dengan dakwat biru, memberikan aliran panjang dengan kitaran 20 saat. Sebagai tambahan kepada "payung" pusaran di hujung rentetan, yang muncul pada permulaan setiap kitaran, cincin pusaran juga boleh diperhatikan di sini. Mereka bergerak ke bawah, memotong, menusuk satu sama lain, dan kabur di bahagian paling bawah balang. Beberapa cincin telah ditangkap dalam gambar.
Kami bercakap tentang tiga eksperimen berdasarkan perbezaan ketumpatan garam dan air tawar. Secara semula jadi, percampuran menegak air laut, yang disebabkan oleh perbezaan ketumpatan, adalah sangat penting untuk kehidupan seluruh lautan. Terima kasih kepadanya, haba suria yang diserap oleh lapisan nipis air merebak ke dalam. (Rujukan dari TSB: lapisan hanya setebal 1 sentimeter menyerap 94% tenaga suria yang jatuh di permukaan dengan air laut dan air garam biasa, zon air suam 44,2 ° C terbentuk dengan kemasinan 123 gram per kilogram. Minat dalam lekukan ini juga disebabkan oleh fakta bahawa peningkatan kandungan zink, kuprum, plumbum, perak dan emas ditemui dalam sedimen bawah di sini - dalam lapisan atas sedimen 10 meter yang terkumpul (mengikut anggaran awal) bernilai 2,5 bilion dolar. Para saintis Soviet juga mengambil bahagian dalam kajian kemurungan ini pada kapal "Akademik Sergei Vavilov" dan "Vityaz". Para saintis mencadangkan bahawa umur air garam dalam lekukan adalah kira-kira 10000 tahun. Satu lagi contoh anomali sedemikian ialah Tasik Vanda di Antartika. Tepat di bawah ais, air di dalamnya segar, dan suhunya ialah 0°C, dan pada kedalaman 220 meter suhu air sudah 25°C, dan kemasinan adalah kira-kira 150 gram per kilogram. Bagaimanakah lekukan garam terbentuk? Seberapa tepat umur air garam yang terkandung di dalamnya boleh ditentukan? Para saintis mendapati sukar untuk menjawab soalan-soalan ini. Untuk melakukan ini, anda perlu belajar cara mengira kelajuan pencampuran perolakan air garam panas dan padat dengan air sejuk kurang masin yang terletak di atas. Ia adalah perlu untuk mengkaji dengan teliti mekanisme tindakan "sudu besar" di lautan. kesusasteraan:
Pengarang: V.Lagovskiy
Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan
15.04.2024 Petgugu Global kotoran kucing
15.04.2024 Daya tarikan lelaki penyayang
14.04.2024
▪ Litar mikro disejukkan oleh kipas ▪ Teknologi automotif masa depan daripada Hyundai ▪ Bekalan Kuasa Digital Tanpa Kipas Telaga Bermaksud PHP-3500 ▪ Fon kepala dengan penderia denyutan jantung ▪ Kereta elektrik Mercedes-Benz VISION EQXX
▪ bahagian tapak Penemuan saintifik yang paling penting. Pemilihan artikel ▪ artikel Nabokov Vladimir Vladimirovich. Kata-kata mutiara yang terkenal ▪ artikel Bagaimanakah piramid kewangan disusun? Jawapan terperinci ▪ artikel Ketua Jurutera Projek. Deskripsi kerja
Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web
www.diagram.com.ua |
Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian 
Lihat artikel lain bahagian 
Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:
Semua bahasa halaman ini