Смешная физика 1

У новой научной истины всегда есть пять обязательных признаков или критериев: простота (это прежде всего возможность  краткого преподнесения или изложения), ясность (это здравый смысл и логичнось, основанные на новом опыте), универсальность (возможность нового объяснения множества других явлений, попавших в поле зрения), "предсказательная сила" (возможность новых открытий и новых технологий) и антинаучность (это так называемая революционность новых знаний). Однако у новой истины может быть и шестой признак, который можно назвать "просто смехота". Речь именно о нём. Сейчас сделаем открытия там, где не ждали, и просто обхохочемся... а также поймём: шестой признак новой истины является самым надежным; наука лечится смехом.

   Чему равно давление внутри мыльного пузыря?

Не подумайте, что это уже шутка, это серьезный вопрос из школьного учебника и билетов для ЕГЭ. Математики давление в мыльном пузыре вычисляют. Но зачем  вычислять то, что можно измерить с помощью барометра-анероида, висящего в комнате на стене?  Для этого достаточно заглянуть во внутрь не оторвавшегося от широкого колечка или трубочки пузыря и собственными глазами увидеть, что давление воздуха внутри пузыря в точности равно атмосферному, а не больше его на ничтожную величину, как у математиков и авторов учебников. То есть тут мы имеем некую аналогию со стеклянным шариком из елочных игрушек. Ещё большая похожесть будет достигнута, если мыльный пузырь вынести на мороз: он замерзнет, сохранив форму и объём, и превратится в разукрашенный морозными узорами шарик с отверстием - бери и вешай на ёлочку.

Если гладкое деревянное колечко положить на мыльный раствор и затем плавно его приподнимать, то за ним потянутся стенки мыльного пузыря. Чем они образованы? А только одним - симметричным, то есть равным с обоих сторон, атмосферным давлением.  Только оно является причиной "прилипания" частиц раствора друг к другу и образования тонкой плёнки. То есть между честицами раствора нет никакого сильного взаимодействия, нет вандерваальсова взаимодействия и сцепления частиц, а есть лишь атмосферное прижатие частиц друг к другу.

Поясним это на более зримом примере. Если две частицы тумана сблизятся так, что между ними уже не будет места для сжатого и упругого воздуха, как атмосферное давление на них тут же вдавит микрокапли воды друг в друга. Это и есть первая физическая причина конденсации (вторая причина - низкая температура и плохая способность охлажденных частиц к движению взаимного отталкивания). Следовательно, круглая форма капли воды или дождя тоже обусловлена обжимающим атмосферным давлением, а не вандерваальсовыми силами и поверхностным натяжением воды.

Вопрос профессору на засыпку: "Чем обусловлена круглая форма капелек ртути?". Он, конечно, начнёт говорить умные научные мысли, а вот об обжимающем атмосферном давлении он даже не обмолвится. Смешно? Да, наверное.

Считать себя серьёзным физиком-теоретиком и при этом ничего не знать об обжимающем атмосферном давлении - это просто смехота. А ведь только по причине этого давления два шарика ртути, придвинутые друг к другу вплотную, сливаются в один. И два оконных стекла, смоченные водой или смазанные любым маслом, при  их прижатии друг к другу слипаются намертво тоже только по причине этого давления. А роль любой жидкости тут сводится к вытеснению сжатого и упругого воздуха из пространства между прижимаемыми стеклами. Последнее легко доказывается простым опытом в барокамере: при понижении давления в камере вандерваальсовы стекла самопроизвольно распадаются.

Атмосфера давит на кубик с гранью в 1 миллиметр квадратный с силой 0,6 Н. То есть словно на каждую его грань поместили  тело массой 10 г. Это очень значительная сила, поэтому существованием этой силы очень многое в природе обусловлено и очень многое этой силой объясняется. Например, только атмосферным прижатием можно правильно объяснять прилипания различных тел с гладкими поверхностями к гладкими и потным участкам тела человека, а не биомагнетизмом и не чём-либо ещё. К человеку с аномально сухой кожей не прилипают ни утюги, ни вилки, ни мраморные плиты.

Обжимающее действие среды на погруженное тело открыл Архимед примерно 2200 лет тому назад. Он в своих "Книгах" объяснил продолжительное плавание в воде и в воздухе "малых твёрдых тел" (взвешенных или броуновских частиц) тем, что давление среды на такое тело с любой стороны больше тяжести (веса) самого тела. В опытах Архимеда в воздухе плавали частицы гранита, а мы знаем о летучести даже опасных для нашего здоровья частиц ртути.

Однако известно, что при нормальных условиях вода испаряется со скоростью 8 частиц в секунду. Как само испарение воды возможно при постоянном атмосферном давлении на её поверхность?

Можно сказать, что молекул Н-О-Н в природе не существует, так как это частица только сильно перегретого или сухого пара. Вода в природе существует только в форме кластеров, более крупных образований и в форме жидкости. Кластер можно сравнить с шариком. Наполним пустой аквариум шариками для пинг-понга - это и будет модель воды.

Между шариками есть пространства, заполненные воздухом. В воде тоже много воздуха, которым дышат рыбы.  Но посмотрим на шарики самого верхнего слоя... Достаточно небольшого смещения конкретного шарика, как он может тут же оказаться взвешенной частицей, то есть быть полностью окружённым воздухом. Поэтому всё то, что может поколебать частицы воды, способствует её испарению. Это может быть ветер, звук и ультразвук, а также любые механические колебания.

Учёные измеряют поверхностное натяжение воды с помощью колечка и рычажных весов. И у них получается: чтобы оторвать колечко от поверхности воды необходима сила, превышающая вес самого колечка; дескать, эта дополнительная сила и равна поверхностному натяжению воды. При этом о возможном атмосферном прижатии кольца к воде они не говорят ни слова. Более того, рассуждаю о поверхностном натяжении воды, они тут же забывают о её испарении. Они даже не видят маленький пузырек воздуха, который поднимается из глубины аквариума и выходит на поверхность воды, не встретив никакого сопротивления. Смешно или ещё не очень?

Ещё пример. Капля нефти растекается по поверхности воды, образуя тончайшую плёнку. Её так плющит об воду именно атмосферное прижатие.

Возможно, у кого-то есть такой пример, в котором поверхностное натяжение и силы Ван-дер-Ваальса работают на все сто,но лично я таких примеров не знаю: везде и всюду работает что-то другое, причём всегда более простое и понятное.

"Если ты не можешь объяснить что-либо просто - значит, ты сам этого не понимаешь" (Эйнштейн)... или говоришь о том, чего нет, так как в природе существует только то, что проще простого.  А наши учёные так серьёзны и умны, что надуть их может даже мыльный пузырь.


Продолжение следует...