Физические парадоксы, софизмы и занимательные задачи - Ланге В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
предполагали, что устройство, сортирующее молекулы по скоростям, работает
либо вообще без затраты энергии, либо потребляет ее в ничтожных
количествах. Между тем для работы "демона" необходима энергия. "Демон", в
частности, должен "видеть" молекулы, а для этого их нужно освещать, что
требует затраты энергии.
124
Точные расчеты, произведенные французским ученым Л. Бриллгоэном,
показали, что даже в наиболее благоприятном случае отсутствия бесполезных
потерь на трение и т. п. после первой сортировки молекул по скоростям в
устройстве накапливается энергия в количестве, как раз достаточном для
приведения в действие "демона" еще раз. Таким образом, в лучшем случае,
"демон" сможет приводить в действие лишь самого себя, а об использовании
всего устройства в качестве двигателя не может быть и речи!
ШШ
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ
75
Чтобы в электрической цепи существовал ток, она должна быть замкнутой и
должны существовать какие-то причины, приводящие в направленное движение
носители тока - электроны или иные заряженные частицы. Чаще всего таковой
является наличие разности потенциалов между различными точками цепи *.
Отсутствие тока в ответвлении А1В свидетельствует о равенстве потенциалов
точек А и В. Положение не изменится и после того, как к этим точкам будет
присоединен проводник А2В, в котором ток также будет отсутствовать по тем
же причинам.
Иначе обстоит дело во втором случае. Между точками С и D существует
разность потенциалов, равная электродвижущей силе каждого элемента,
поскольку параллельные элементы можно рассматривать как один элемент с
электродами вдвое больших размеров. Однако пока к электродам батареи не
присоединен проводник C3D, цепь не замкнута и ток между точками С и D
поэтому отсутствует. Можно сказать, что до подключения проводника C3D
имеется лишь внутренняя часть цепи - батарея, тогда как внешней нет.
* Могут быть и другие причины, вызывающие перемещение зарядов. Подробнее
об этом говорится в решении задачи № 87.
125
76
Это скорее математический, чем физический софизм.
По условию и смыслу задачи
/o = /i+/a.
Поэтому
/o-/i-/2 = /0-(/i+/2)=0,'
а на ноль, как известно, сокращение производить нельзя., Отсюда следует,
что, производя в физических задачах преобразования, не следует забывать
математических правил,
77
На аккумуляторе обозначен максимально допустимый при нормальной
эксплуатации ток. Фактически при перегрузках можно получать значительно
больше. Нужно лишь иметь в виду, что при перегрузках происходит
разрушение пластин аккумулятора, в результате чего он может быстро выйти
из строя. Особенно чувствительны к перегрузкам свинцовые аккумуляторы
обычного типа* В так называемых стартерных аккумуляторах, устанавливаемых
на автомашинах, предпринимаются специальные меры, чтобы при запуске
двигателя можно было на короткий срок получать токи силой в сотни ампер,
не опасаясь за сохранность пластин. Щелочные аккумуляторы меньше боятся
перегрузок, так как обладают значительным внутренним сопротивлением,
ограничивающим ток.
78
Ток, протекающий по лампочке во время измерения ее сопротивления
омметром, слишком мал, чтобы заметно изменить температуру ее нити, и
можно считать, что измеряется сопротивление холодной нити.
Когда сопротивление определяется подсчетом, в формулу подставляется
значение мощности, соответствующее рабочему току, раскаляющему нить
добела. При увеличении же температуры сопротивление нити возрастает по
закону
126
Rt - ^?o(l ~Ь at)-
Подставляя сюда сопротивление холодной и горячей нити, а также
температурный коэффициент сопротивления а вольфрама, равный 0,0046 град-
I, можно определить температуру накала нити:
1 484 ом 35 ом п с' ('i а
" "^5^Го:б046 град-i -
то есть весьма близкое к истинному значение.
По изменению сопротивления проводника можно судить об изменении
температуры, что положено в основу устройства так называемых термометров
сопротивления.
Полезно указать, что особенно сильно зависит от температуры
электропроводность полупроводников, сопротивление которых при повышении
температуры быстро уменьшается. Поэтому наиболее чувствительные
термосопротивления - болометры, улавливающие тепло от зажженной спички на
расстоянии в несколько километров, изготавливаются из полупроводниковых
материалов. Зависимость сопротивления от температуры слабее в металлах и
еще меньше в сплавах металлов между собой. Сопротивление Константина,
состоящего из меди, никеля и марганца, практически не меняется при
нагревании и охлаждении, что очень валено при постройке особо точных
электротехнических приборов.
79
Разность потенциалов на концах некоторого участка цепи равна произведению
силы тока, текущего по участку, на его сопротивление только в том случае,
когда участок не содержит источников тока (электродвижущих сил). В
противном случае для вычисления разности потенциалов следует пользоваться
формулой
Та- 'Рв = IR - E,
где фл и фв - потенциалы соответственно начальной и конечной точек
