Įdomioji fizika kasdienybėje: ar žinote, kodėl liežuvis prilimpa prie šalto metalo ir kaip tai apsaugo žmogų nuo mirties? (1)
Tikriausiai ne vienam vaikystėje yra tekę šį fizikinį bandymą įvykdyti ir savo kailiu, tiksliau, liežuviu pajusti stingdantį termodinamikos dėsnių veikimą…
Saugiai ir šiltai sėdint priešais kompiuterį, galima šį procesą panagrinėti nuodugniau.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Liežuvis žiemą prie šalto metalo prilimpa todėl, kad jis paprastai būna šiltas, o štai metalas ar ledas žiemą – šaltas. Susilietus šiltam ir šaltam kūnui, šiluma iš šiltesnio ima tekėti į šaltesnį.
Taigi, liežuvis šilumos netenka, o metalas įgauna. Šio proceso spartą lemia du parametrai: šiluminė talpa ir šilumos laidumas. Šiluminė talpa apibūdina, kiek šilumos reikia, norint kūną įšildyti vienu laipsniu, o šiluminis laidumas charakterizuoja kūno savybę atiduoti šilumą iš šiltesnio objekto šaltesniam, esant tam tikram temperatūrų skirtumui.
Kilogramo liežuvio ir kilogramo geležies šiluminė talpa skiriasi nedaug, tiesa, kilogramas geležies užima daug mažiau vietos, nei kilogramas liežuvio. Todėl, norint vienu laipsniu sušildyti didesnės masės supynes, reikia gerokai daugiau šilumos, nei liežuviui. O štai geležies šiluminis laidumas kelis šimtus kartų didesnis nei žmogaus kūno.
Žiūrim, ką turim. Geležis geba šilumą iš kontakto su liežuviu vietos pašalinti daug greičiau, nei liežuvis geba gauti šilumos iš kūno. Be to, stambios metalinės konstrukcijos — stulpai, supynės — sveria gerokai daugiau, nei žmogus, ir gali sugerti daugybę šilumos, kol nors kiek įšyla.
Tad, darosi aišku, kad liežuvio prasti popieriai. Jis vės, – labai greitai vės. Be to, liežuvis visada drėgnas, ir vandens plėvelė užtikrina puikų šiluminį liežuvio ir geležies kontaktą. Šis vandens sluoksnis ir užšąla pirmasis — būtent per jį geležis ims šilumą iš liežuvio.
Iš pradžių užšąla vanduo ant liežuvio paviršiaus, paskui ima ledėti viršutinis liežuvio ląstelių sluoksnis — ir viskas, prilipote. Tačiau procesas nesustoja ir tęsiasi, kol dėl mažo sušalusios liežuvio dalies šiluminio laidumo šilumos tekėjimo į geležį procesas sulėtės tiek, kad žmogaus kraujas į liežuvį ims tiekti lygiai tiek šilumos, kiek jos nutekės į metalą per užšalusią liežuvio dalį. Tačiau liežuvis prie metalo prilips gerokai anksčiau, nei nusistovės pusiausvyra.
Prišalęs liežuvis veiks kaip izoliatorius, neleidžiantis sušalti visam žmogui — geležinio stulpo ar supynių šiluminės talpos tam pakaktų su kaupu.
Tarp metalo paviršiaus ir dar šiltos liežuvio dalies susidaręs ledas sukuria gerą kontaktą — tai puikiausi klijai. Tuo galima įsitikinti, pabandžius žiemą nuvalyti apledėjusias supynes — ledas nuo metalo praktiškai nesilupa.
Didžioji dalis liežuvio yra iš vandens, ir užšalusios ląstelės su šiais klijais gerai susijungia (visi žino, kaip lengvai mėsa prie visko prilimpa šaldiklyje). Ir jeigu jau prilipote, atplėšti jus teks, aukojant prišalusią liežuvio dalį. Arba reikia kaip nors greitai įšildyti stulpą ar supynes…
A. Akimov
fizikos – matematikos mokslų kandidatas, RF kvantinio centro grupės „Kvantiniai simuliatoriai“ vadovas, MFTI dėstytojas, LFI RMA mokslinis darbuotojas, tyrėjas Harvardo universitete
postnauka.ru