12. Изменение агрегатного состояния вещества

 ○145. Радиатор и паропровод.

Радиатор и паропровод сделаны из металла. Однако практически конденсация пара в основном происходит в радиаторах, а не в паропроводе, подводящем пар к радиатору. Объясните парадокс.

 ●146. Почему тает мороженое?

Мороженое быстрее тает, если его разминать ложечкой. Справедливо ли предположение, что мороженое тает быстрее потому, что здесь совершается работа и расходуется механическая энергия?

 ○147. Сахар и хлеб.

Если вы окунете кусочек хлеба в горячий чай, то рискнете ли, не подув на него, отправить себе в рот? А если окунуть кусок сахару, нужно ли на него дуть прежде, чем взять в рот? Объясните парадокс.

 ○148. Почему соль плавит лед?

Для скорейшего таяния снега на тротуарах его посыпают солью. С другой стороны, для получения низких температур снег смешивают с солью в отношении 2 весовые части к 1 весовой части. Таким образом, один раз соль дает эффект, аналогичный нагреванию, другой раз - охлаждению. Нет ли здесь противоречия?

 ○149. Почему не замерзают капельки воды?

Вода в сосуде при нормальном атмосферном давлении замерзает при 0°С. Если ту же воду разбрызгать на маленькие капельки, то она может быть переохлаждена до -40°С. Как объяснить этот парадокс?

 ○150. Когда следует "дохнуть", когда "дунуть"?

Почему, если дохнуть себе на руку, получается ощущение тепла, а если дунуть, то ощущение прохлады?

 ○151. Приятно ли купаться во время дождя?

Каждому, кто купался во время дождя, известно курьезное чувство сухости под водой, когда не хочется вылезать из воды, чтобы не намокнуть. Объясните парадокс.

 ○152. Почему испаряется жидкость?

Один из основных законов термодинамики гласит: переход теплоты сам собой совершается только от более нагретого тела к менее нагретому. Поэтому из открытого сосуда с водой, имеющего температуру окружающего воздуха, испарение жидкости, требующее затраты некоторого количества теплоты и, следовательно, перехода его от воздуха к воде, не должно было бы происходить. Между тем известно, что при этих условиях вода все-таки испаряется. Как объяснить этот парадокс?

 ○153. Кипение достигается охлаждением.

Чтобы жидкость кипела, необходимо довести ее температуру до точки кипения и сообщать ей теплоту парообразования.

Известен опыт: треть объема круглодонной колбы заполняют водой и доводят воду до кипения. Воду кипятят некоторое время. Затем закрывают колбу пробкой и переворачивают (рис. 80). Если теперь лить на колбу холодную воду, то вода в колбе снова закипает. Каждая новая порция холодной воды вызывает бурное закипание жидкости в колбе. Как объяснить этот парадокс: не теплота, а холод вызывают кипение жидкости?

Рис. 80

 ○154. Бумага не горит.

Известно, что бумага горит хорошо. А вот в бумажном стакане можно вскипятить воду, если внести его в пламя горящего примуса! Объясните парадокс.

 ○155. Почему изменились уровни?

Два теплонепроницаемых сосуда наполнены жидкостью и соединены так, как показано на рисунке 81. Воздух из сосудов откачан, и над поверхностью жидкости находится ее насыщающий пар. Так как температура жидкости и пара в обоих сосудах одинакова (пар находится в термодинамическом равновесии со своей жидкостью), то должно быть одинаковым и давление пара над уровнями АА₁ и ВВ₁. Таким образом, как будто нет условий для испарения жидкости в одном сосуде и конденсации пара в другом. Однако через некоторое время уровни жидкостей в обоих сосудах становятся одинаковыми. Как объяснить парадокс?

Рис. 81

 ○156^*. Применим ли второй принцип термодинамики?

В замкнутом пространстве помещены один выше другого два открытых сосуда А и В с одной и той же жидкостью (рис. 82). Если температуры жидкостей в начальный момент одинаковы, то вследствие испарения жидкости в верхнем сосуде А и конденсации паров в нижнем В жидкость в сосуде В будет нагреваться, а в сосуде А охлаждаться. Противоречит ли это второму началу термодинамики?

 ●157. Сжимать или охлаждать?

Если понижать температуру ненасыщающего пара (а при этом будет уменьшаться давление), то можно его превратить в насыщающий, а затем и в жидкость.

Если уменьшать объем ненасыщающего пара (увеличивать давление), то его можно также превратить в насыщающий. Получается противоречие: с одной стороны, к насыщению и сжижению приводит повышение давления, с другой - понижение его. Как разрешить это противоречие?

 ○158. Сухой и сырой воздух.

Сырой воздух содержит больший процент молекул воды, чем сухой. Поэтому, казалось, сырой воздух должен иметь большую плотность, чем сухой.

Однако при увеличении абсолютной влажности перед дождем барометр "падает", показывая уменьшение давления, связанное с уменьшением плотности воздуха. Как объяснить этот парадокс?

 ○159. Кто прав?

Ученик сказал в классе, что он измерил давление с помощью термометра. Товарищи поправили его, сказав, что термометром измеряют только температуру. Но ученик утверждал, что измерил давление! Прав ли он был?

 ○160. Где обмерзает стена?

Чем ниже температура, тем большее количество воды должно выпасть в виде росы (или изморози) из каждого кубического метра воздуха (при прочих равных условиях).

Температура воздуха зимой на улице ниже, чем в комнате. Однако в некоторых старых домах стены обмерзают со стороны комнаты, а не с улицы. Как объяснить этот парадокс?

 ○161. Почему не обмерзает трещина?

Если стекло имеет трещину, то зимой непосредственно около трещины оно не обмерзает, хотя вся остальная поверхность стекла обмерзает. Объясните парадокс.