Вам уже известно, что все тела состоят из атомов. В каждом атоме число протонов и число электронов одинаково, поэтому в обычных условиях общее число электронов в любом теле равно общему числу протонов в нем. Все электроны одинаковы, и каждый из них имеет наименьший отрицательный заряд. Все протоны также одинаковы, и каждый имеет положительный заряд, равный заряду электрона.Итак, сумма всех отрицательных зарядов в теле равна по абсолютному значению сумме всех положительных зарядов и тело в целом не имеет заряда. Оно электрически нейтрально.Если же нейтральное тело приобретет электроны от какого-нибудь другого тела, то оно получит отрицательный заряд. Таким образом, тело заряжено отрицательно в том случае, если оно обладает избыточным, по сравнению с нормальным, числом электронов.А если нейтральное тело теряет электроны, то оно получает положительный заряд. Следовательно, тело обладает положительным зарядом, если у него недостаточно электронов.Таким образом, тело электризуется, т. е. получает электрический заряд, когда оно приобретает или теряет электроны.Когда эбонитовую палочку трут о шерсть, то она заряжается отрицательно, а шерсть при этом — положительно. Это объясняется тем, что при трении электроны переходят с шерсти на эбонит, т. е. с того вещества, в котором силы притяжения к ядру атома меньше, на то вещество, в котором эти силы больше. Теперь в эбонитовой палочке будет избыток электронов, а в куске шерсти — недостаток.Как показывает опыт, заряды шерсти и эбонитовой палочки равны по абсолютному значению. Ведь сколько электронов ушло с шерсти, столько же их прибавилось на эбоните. Значит, при электризации тел заряды не создаются, а только разделяются. Часть отрицательных зарядов переходит с одного тела на другое. Экспериментально установлено, что при электризации тел выполняется закон сохранения электрического заряда.Итак, алгебраическая сумма электрических зарядов остается постоянной при любых взаимодействиях в замкнутой системе, т. е.q1 + q2 + q3 + … + qп = const,где q — электрический заряд.Замкнутой считают систему, в которую извне не входят и не выходят наружу электрические заряды.Зная строение атома, можно также объяснить существование проводников и изоляторов. В атомах электроны находятся на разных расстояниях от ядра (см. рис. 39, в, ядро лития), удаленные электроны слабее притягиваются к ядру, чем ближние. Особенно слабо удерживаются удаленные электроны ядрами металлов. Поэтому в металлах электроны, наиболее удаленные от ядра, покидают свое место и свободно движутся между атомами. Эти электроны называют свободными электронами. Те вещества, в которых есть свободные электроны, являются проводниками.При проводника — металлического стержня — соединим незаряженный электроскоп с отрицательно заряженным. Свободные электроны стержня окажутся в электрическом поле и придут в движение по направлению к незаряженному электроскопу, и он зарядится отрицательно (рис. 40).В эбоните, резине, пластмассах и многих других неметаллах электроны прочно удерживаются в своих атомах и не могут двигаться в электрическом поле. Поэтому такие вещества являются непроводниками, или диэлектриками.Знания об электроне и о строении атома позволяют объяснить явление притяжения ненаэлектризованных тел к наэлектризованным. Почему, например, притягивается к заряженной палочке гильза, которую мы предварительно не наэлектризовали? Ведь мы знаем, что электрическое поле действует только на заряженные тела.Дело в том, что в гильзе есть свободные электроны. Как только гильза будет внесена в электрическое поле, электроны придут в движение под действием сил поля. Если палочка заряжена положительно, то электроны перейдут на тот конец гильзы, который расположен ближе к палочке. Этот конец зарядится отрицательно. На противоположном конце гильзы будет недостаток электронов, и этот конец окажется заряженным положительно (рис. 41, а). Отрицательно заряженный край гильзы ближе к палочке, поэтому гильза притянется к ней (рис. 41, б).Когда гильза коснется палочки, то часть электронов с нее перейдет на положительно заряженную палочку. На гильзе останется положительный заряд (рис. 41, в).Если заряд передают от заряженного шара к незаряженному и размеры шаров одинаковы, то заряд разделится пополам (см. рис. 38). Но если второй, незаряженный шар больше, чем первый, то на него перейдет больше половины заряда. Чем больше тело, которому передают заряд, тем большая часть заряда на него перейдет. На этом основано заземление — передача заряда земле. Земной шар велик по сравнению с телами, находящимися на нем. Поэтому при соприкосновении с землей заряженное тело отдает ей почти весь свой заряд и
Температурный диапазон – это наиболее важный параметр среды обитания живых существ. температура на поверхности планеты зависит от близости светила, излучаемой им энергии, наклона орбиты планеты, ее эксцентриситета, наличия атмосферы и ее состава, наличия океанов и т.д. земля обладала всеми необходимыми с астрономической точки зрения свойствами, чтобы стать «колыбелью жизни». несмотря на общие благоприятные условия, поверхность земли характеризуется большим разнообразием климатических зон, разброс экстремальных температур которых составляет почти 150ºс. верхний предел диапазона температур, относящихся к области активной жизни, составляет около 50ºс. встречаются, однако, низшие организмы, которые приспособились к жизни в горячих источниках с температурой 70 - 90ºс. нагревание до температуры кипения воды выдерживают лишь споры и другие покоящиеся формы, почти не содержащие воды. границы жизни при низких температурах менее определены. область активной жизни, связанной с процессами в водной среде, должна лежать выше 0ºс. итак, температурный интервал, при котором размножение, развитие, эволюция организмов, узок. только наиболее высокоорганизованные животные приобрели в процессе эволюции на земле высокую температуру тела и совершенную терморегуляцию, вследствие чего стали независимыми от температурного режима среды обитания.целью моей работы было проследить, как разные виды живых организмов приспосабливаются к температурным условиям среды обитания. а для этого мне было необходимо проанализировать способы теплообмена живых организмов с окружающей средой и процесс терморегуляции их организма.природа знает несколько способов отдачи энергии: конвекция, излучение, теплопередача и испарение. все они нашли применение в организации процесса теплообмена организмов с окружающей средой. потеря энергии телом пропорциональна площади его поверхности. наблюдения показывают, что размеры тела теплокровных животных могут быть обусловлены климатом. это один из способов приспособления к климату. теплообмену происходит регулирование температуры тела. первый аспект этого процесса состоит в необходимости отвода энергии из внутренних частей к поверхности тела и затем в окружающую среду. эту проблему, в первую очередь решает конвекция, происходящая за счет циркуляции крови по капиллярам. кроме того, борьба с перегревом осуществляется путем увеличения испарения. потоотделение – важный фактор терморегуляции организма, поскольку испарению пота кожа охлаждается.второй аспект проблемы состоит в необходимости уменьшения потерь энергии организмом. сделать это можно путем создания специальной теплоизолирующей прослойки между организмом и окружающей его более холодной средой. у животных с этой целью используются покровы из шерсти, пуха, жировой ткани – материалов, характеризующихся низкой теплопроводностью. у человека эту функцию выполняет одежда, теплоизолирующие свойства которой обусловлены действием воздушной прослойки. на земле также существует немало животных, которые при наступлении неблагоприятных условий, связанных с сезонными изменениями климата, в спячку, то есть переходят в состояние покоя и анабиоза. при этом происходит перерыв в их активной деятельности, обмен веществ снижается до минимума и организм приобретает способность переносить низкие температуры.и наконец еще одним способом борьбы за выживание и животных и человека является создание жилища как средства защиты от дождя, снега и холода. воздух в помещении служит теплоизолирующей прослойкой, стены, крыша и пол жилища – для предохранения этого слоя воздуха от участия в конвективном переносе энергии из помещения на улицу. итак, в ходе своей работы я могу сделать вывод, что разные виды живых организмов во главе с человеком в результате эволюции сумели найти разные способы терморегуляции своего организма, что позволило сделать такой многообразной природу всех уголков нашей прекрасной планеты.тепловое явление,
Под средней длиной свободного пробега понимают среднее расстояние, которое проходит молекула между двумя последовательными соударениями. за секунду молекула в среднем проходит расстояние, численно равное ее средней скорости . если за это же время она испытает в среднем столкновений с другими молекулами, то ее средняя длина свободного пробега , очевидно, будет равна (3.1.1) предположим, что все молекулы, кроме рассматриваемой, неподвижны. молекулы будем считать шарами с диаметром d. столкновения будут происходить всякий раз, когда центр неподвижной молекулы окажется на расстоянии меньшем или равном d от прямой, вдоль которой двигается центр рассматриваемой молекулы. при столкновениях молекула изменяет направление своего движения и затем движется прямолинейно до следующего столкновения. поэтому центр движущейся молекулы ввиду столкновений движется по ломаной линии (рис. 1). рис. 1 молекула столкнется со всеми неподвижными молекулами, центры которых находятся в пределах ломаного цилиндра диаметром 2d. за секунду молекула проходит путь, равный . поэтому число происходящих за это время столкновений равно числу молекул, центры которых внутрь ломаного цилиндра, имеющего суммарную длину и радиус d. его объем примем равным объему соответствующего спрямленного цилиндра, т. е. равным если в единице объема газа находится n молекул, то число столкновений рассматриваемой молекулы за одну секунду будет равно (3.1.2) в действительности движутся все молекулы. поэтому число столкновений за одну секунду будет несколько большим полученной величины, так как вследствие движения окружающих молекул рассматриваемая молекула испытала бы некоторое число соударений даже в том случае, если бы она сама оставалась неподвижной. предположение о неподвижности всех молекул, с которыми сталкивается рассматриваемая молекула, будет снято, если в формулу (3.1.2) вместо средней скорости представить среднюю скорость относительного движения рассматриваемой молекулы. в самом деле, если налетающая молекула движется со средней относительной скоростью , то молекула, с которой она сталкивается, оказывается покоящейся, что и предполагалось при получении формулы (3.1.2). поэтому формулу (3.1.2) следует написать в виде: (3.1.3) предположим, что скорости молекул до столкновения были и тогда из треугольника скоростей имеем (рис. 2) (3.1.4) так как углы и скорости и , с которыми сталкиваются молекулы, очевидно, являются независимыми случайными величинами, то среднее рис. 2 от произведения этих величин равно произведению их средних. поэтому (3.1.5) с учетом последнего равенства формулу (3.1.4) можно переписать в виде: (3.1.6) так как cредняя квадратичная скорость пропорциональна средней скорости, (3.1.7) т. е. .поэтому соотношение (3.1.6) можно представить так: (3.1.8) с учетом последнего выражения формула для средней длины свободного пробега приобретает вид: (3.1.9) для идеального газа . поэтому (3.1.10) отсюда видно, что при изотермическом расширении (сжатии) средняя длина свободного пробега растет (убывает).как было отмечено во введении, эффективный диаметр молекул убывает с ростом температуры. поэтому при заданной концентрации молекул средняя длина свободного пробега увеличивается с ростом температуры. вычисление средней длины свободного пробега для азота (d = 3•10-10 м), находящегося при нормальных условиях (р = 1,01•105 па, т = 273,15 к) дает: , а для числа столкновений за одну секунду: . таким образом, средняя длина свободного пробега молекул при нормальных условиях составляет доли микрон, а число столкновений – несколько миллиардов в секунду. поэтому процессы выравнивания температур (теплопроводность), скоростей движения слоев газа (вязкое трение) и концентраций (диффузия) являются достаточно медленными, что подтверждается опытом.
