Погода в доме

Я хочу представить вам свою статью. Она называется несколько неожиданно: «Погода в доме».

Мы часто говорим о погоде и привыкли описывать погоду с помощью таких физических величин, как температура, давление, влажность, скорость ветра. А что можно сказать об этих параметрах в доме? И меняются ли они время от времени, как это происходит на улице?

Но тогда, если говорить о погоде в доме, то нужно исследовать распределение этих величин в комнатах!!!

Я начал проводить свои исследования летом, и проводил их в разное время года и в разную погоду на улице.

Оказалось, что погода в доме меняется так же, как и во дворе. Бывает в доме и ветер, и затишье, и туман, и роса.

В поле ветер ломает толстые деревья, опрокидывает здания, выгоняет из рек воду, устраивает наводнения, затопляет деревья и сёла. Дождь льёт на улице целыми потоками, буря носится со свистом.

Ничего этого в комнате, конечно, не бывает: ветерок здесь слабенький, туман почти незаметный. И всё-таки погода в комнате бывает разная, и в каждой комнате своя. Не может быть одинаковой погода в гостиной и ванной комнате, на кухне и на застеклённом балконе. А о погоде и погодных явлениях в бане вообще можно говорить часами.

Ветер – это конвекционные потоки. И первое, что я сделал – исследовал потоки воздуха в квартире.

Оказалось, что в любой комнате при любой погоде воздух движется. Но в разных точках комнаты воздух движется по-разному.

Я выяснил это при помощи лёгких ленточек, которые могли легко уловить даже самые слабые потоки воздуха.

В конце августа в дождливый день я подставил эти ленточки сначала к низу балконной двери, затем к середине, и затем вверху. И что я увидел?!

Когда ленточки были внизу двери, то они отклонялись в сторону комнаты, вверху – к балкону, а в середине ничего не произошло. Повторив тот же опыт между кухней и коридором, я увидел, что ленточки отклонялись так же, но немного слабее.

Самый сильный эффект наблюдался между коридором и подъездом.

Но зимой картина резко изменилась. Ведь зимой включили отопление.

Конечно, это не сказалось на направлении потоков, но сильно сказалось на силе потоков. Те самые ленточки отклонились под гораздо большим углом, и эти потоки уже отлично ощущались даже рукой.

Можно исследовать распределение потоков и иначе. Если к воздушному шарику, заполненному гелием, привязать снизу бумажку, он опустится – бумажка перетянет его. Нужно постепенно обрезать бумагу, чтобы он находился в равновесии в любой точке комнаты. Я опускал его к полу, и наблюдал, как шар начинал двигаться по комнате. Подлетая к батарее, он поднимался вверх, а вверху двигался вдоль потолка.

Итак, нет сомнения, что в комнате ветер Ведь у горячих батарей воздух нагревается, поднимаясь вверх. И шарик за ним, т. к. он отбалансирован.

Но, дойдя до потолка, тёплый воздух не может идти выше. Он расходится во все стороны, а т. к. потолок холоднее того воздуха, этот воздух остывает и падает, а вместе с ним падает и наш шарик. Только движение это будет очень медленным, и слабый ветерок, чуть идущий по полу, не передвинет нашего шарика. У батарей воздух опять нагревается, поднимается вверх, пойдёт к окну – и опять по новой. Это тоже доказывает присутствие ветра.

Тёплая страна – страна вечного Солнца и тепла – то же, что батарея или печка в комнате, а мрачное царство холода – то же, что окно. Потому-то и на земле воздух движется так же, как и в комнате: из тёплых стран идёт в холодные и наоборот. Хотя большую роль имеет расположение окон и батарей. И, скорее всего, у меня в гостиной сильнее влияет на конвекционные потоки балкон, чем батарея.

Итак, воздух в комнате движется. Холодный воздух всегда расположен внизу, а тёплый вверху. Собственно говоря, особенно зимой, это очень ощутимо, поэтому ноги и мёрзнут.

И если под рукой нет тёплых носков, то остаётся одно – класть ноги на стол, как это часто делают в Америке.

Оказывается, самая обычная кухня – это кладовая открытий, замечательное место для наблюдения физических явлений и проведения экспериментов. На кухне можно изучать самые различные процессы: испарение и конденсацию, процесс кипения и парообразования, теплопроводность веществ, влажность воздуха, диффузию и многое другое.

Однако характер многих этих явлений зависит от того, что происходит на кухне, и какая на улице погода. И я решил провести некоторые опыты при разной погоде.

Я начал с кипения. Известно, что при разном давлении вода кипит при разной температуре.

Я дождался ненастной погоды, и оказалось, что при атмосферном давлении 738 мм. рт. ст. температура кипения была равна 98 градусов, а при давлении 754 мм. рт. ст. вода кипит при температуре почти 100 градусов.

Но на кухне можно исследовать не только это.

Например, можно проверить, какая вода кипит быстрее: сырая, или кипячёная. Для этого я налил в две одинаковые ёмкости по литру воды, предварительно продержав их некоторое время в комнате. Потом я поставил по очереди эту воду на одну и ту же конфорку, одинаково повернул на плите флажок, и засёк время – действительно, время закипания оказалось разным: кипячёная вода закипела позже на минуту и 27 секунд!

Интересно также распределение температур на кухне.

В ясный солнечный день утром температура воздуха у пола равна 18 градусов, на подоконнике температура приблизительно такая же, под потолком – 21 градус, над плитой, когда на ней кипел чайник, 56 градусов, а над раковиной – 20 градусов.

А влажность?

В середине лета в солнечный день влажность распределяется следующим образом: у окна влажность воздуха небольшая – всего 36%, над плитой после того, как на ней вскипятили чайник, очень большая – бывает даже около 90%. Удивительно, что над раковиной влажность составляла всего около 50%. Объяснение простое - она расположена рядом с плитой. У стола же, несмотря на то, что он расположен рядом с окном, влажность была равна 45%.

Удивительно, как только в одном помещении может быть такая разная влажность и разная температура одновременно. Этим то и интересна кухня помимо конвекционных потоков.

Исследовал я на кухне и диффузию, при разных температурах.

Я взял апельсин и разрезал его на две части, оставил половинку на столе кухни и попросил младшего брата Арсения сказать мне, когда он что-то почувствует. Второй раз, когда я проделал то же самое после проветривании кухни, но при кипящем чайнике, Арсений прибежал просить апельсин гораздо быстрее, чем в первый раз!!! Всё правильно, во втором случае температура воздуха на кухне была значительно выше, поэтому и диффузия произошла быстрее!!!!!!!!

Кухня – это лучшее место, где можно проводить опыты с кипятком. Вот один из них.

Я взял обычную кастрюлю и налил туда немного воды – около 2-3см. Опустил в кастрюлю пустой стакан, донышком кверху. Поставил кастрюлю на плиту и подождал, чтобы она прокипела 2-3 минуты, а потом выключил горелку. Вода втянулась в стакан и заполнила большую его часть.

Я не буду объяснять вам этот опыт. Каждый из вас сможет его легко повторить.

Ванна – тоже неплохое место для наблюдения физических явлений

Вы знаете, я очень люблю петь. Но в ванной у меня это получается особенно хорошо. Я заметил, что в ванной комнате звук моего голоса намного сильнее, а некоторые тона звучат особенно громко и полно. К сожалению, здесь дело не во мне, а в ванной комнате. Одна из причин, что там не очень много места, звук не рассеивается, а отражается от стен, потолка, пола. Когда звуковая волна достигает стены, она отражается и начинает двигаться в противоположном направлении. Достигнув другой стены, она опять отражается и складывается со звуком, который выходит изо рта. В результате создаётся более громкий звук, чем в обычных условиях.

Другая причина связана с существенным различием между шумом и музыкальными звуками. Ванная – хороший резонатор для некоторых частот. И музыкальные тона, соответствующие этим частотам, звучат громче остальных.

Законы физики обладают удивительным свойством: они применимы ко всему, что нас окружает, включая ванные комнаты, кухни и лоджии.

Есть ещё одна особенность в ванной комнате: при включённом душе с горячей водой, когда температура воздуха в ванной 43 градуса, наблюдается значительный перепад влажности – у пола влажность 88%, а у потолка – 98%!

А конвективные потоки в ванной? Они там намного сильнее, чем в любом другом месте квартиры, ведь при такой большой температуре горячий воздух испаряется очень быстро, поэтому и конвективные потоки такие сильные.

Кстати, вы не замечали, что при включённом душе задёрнутая шторка втягивается внутрь – это происходит, наверное, потому, что тёплый воздух поднимается наверх, и снизу его место заполняет холодный, а может быть, здесь всё основывается на законе Бернулли.

Но я заметил ещё одну особенность в ванной. Я попробовал посидеть в пустой ванне. Бр-р Было очень холодно. Но разве сама ванна холодная? Ведь её температура равна температуре окружающего воздуха. Но если ванна не холоднее окружающего воздуха, то почему же в ней так холодно?

Дело в том, что наш организм – не лучший прибор для определения температуры. Он ощущает только потери или приобретение тепла. Когда тепло быстро теряется и кожа из-за этого быстро охлаждается, нам становится холодно. Если тело нагревается, то нам жарко.

Но ведь нормальная комнатная температура – 18-22°С, а температура человеческого тела – 36,6°С, и поэтому ванна забирала тепло у моего тела, чтобы температура ванны и моя стала одинаковой.

В погодный комплекс, как неотъемлемая часть, входит и магнитное поле. Но оказывается, магнитное поле есть и в квартире. Есть северный и южный полюса, и даже в нескольких местах. Оказывается, все металлические предметы, особенно крупные и вертикальные, такие, как холодильник, ванна, намагничиваются магнитным полем Земли. И верхняя часть этого предмета становится южным полюсом, а нижняя часть – северным полюсом. А значит, поставив магнитную стрелку на иглу, и приставив её к верху ванны, мы увидим, что её синий конец притянется к нему, а снизу – красный.

То же самое можно наблюдать и на кухне с холодильником или ещё с каким-нибудь большим предметом.

Однако, неотъемлемой частью погодного комплекса является давление. И поэтому я решил исследовать давление в разных местах комнаты.

Но как же измерять давление, например, у пола и под потолком гостиной? Ведь обычный барометр не может уловить такую маленькую разницу давления?

И для этого я сделал собственный барометр.

Устроен барометр очень даже нехитро, но зато он способен уловить даже самое незначительное изменение давления.

Сделал я его следующим образом: я взял трёхлитровую банку и натянул на неё шарик. Затем я прикрепил к шарику лёгкий длинный стержень. И если внешнее давление ниже давления внутри барометра, то шарик вздуется, а стрелка поднимется; если давление выше, то стрелка опустится.

Этот способ очень эффективен для установления самой маленькой разницы давления в помещениях.

Но оказывается, что в квартире можно наблюдать даже метель!

Такое явление очень редкое, поэтому сам я его не наблюдал.

Если зимой в како-то помещении очень влажно, то если открыть окно, в помещении начинает резко падать температура. А если резко начинает падать температура, то те самые капельки воды в воздухе замерзают по всему объёму комнаты, превращаясь в снежинки.

Затем они осыпаются, создавая впечатление метели.

Но особенно часто это явление можно наблюдать в парилке, потому что там большая влажность.

Но оказывается, что в доме можно наблюдать даже ВУЛКАНЫ!!!

А вот это явление я наблюдал сам.

Чтобы наблюдать в квартире вулкан, нужно сделать следующее. В сосуд ставится опрокинутый вверх дном цветочный горшок, который и будет кратером вулкана. В горшок надо поставить маленький пузырёк с подкрашенным спиртом. Затем я закрыл пузырёк пробкой и вставил в неё стеклянную трубку. Затем в сосуд налил воды, и из горшка начал валить дым, и это очень было похоже на извержение вулкана.

Но всё объясняется довольно просто. Ведь вода тяжелее спирта, она входит в пузырёк и выталкивает спирт. А т. к. спирт подкрашен, он выходит наверх цветной дымкой, что очень похоже на извержение вулкана.

И в процессе своих исследований я пришёл к неоспоримому выводу, что квартира – это маленький мир, в котором можно наблюдать всё то же, что и в большом мире.

В своё время великий Эйнштейн, помешав ложечкой чай в стакане, удивился тому, что чаинки собрались в центре дна!

И я надеюсь, что моя квартира задаст мне ещё очень много загадок и откроет много тайн.