Физические парадоксы, софизмы и занимательные задачи - Ланге В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
может попасть в магнитное поле, вектор скорости которого направлен от
Земли, и замедлить свое движение, но точный рас- Рис. 49.
чет показывает, что движущиеся частицы встречают в единицу времени
ускоряющих полей больше, чем замедляющих, в результате чего эффект
ускорения преобладает.
118
Ядерные реакции, как и химические, бывают двух типов: с выделением
энергии -- экзотермические и с поглощением энергии-эндотермические.
Первая из написанных в задаче реакций относится к экзотермическим и
проте-
159
ка^ёт "сама собой". Что же касается второй, то она является
эндотермической,- чтобы вызвать превращение протона в пару частиц -
нейтрон и позитрон, ему нужно сообщить колоссальное, по масштабам
микромира, количество энергии.
' Согласно современным представлениям, вытекающим из теории
относительности А. Эйнштейна, увеличение энергии тела сопровождается
увеличением его массы.. Протон, способный породить пару нейтрон -
позитрон, должен иметь массу, превышающую массу протона в "нормальном
состоянии" на величину, равную удвоенной массе электрона (или позитрона,
так как массы этих двух частиц в точности равны). Поэтому закон
сохранения массы в ядерных реакциях остается справедливым. Также всегда
справедлив в этих случаях закон сохранения заряда, что можно видеть на
примере приведенных реакций.
119
Уже в решении предыдущей задачи мы говорили, что теория относительности
установила взаимосвязь между массой и энергией. Изменению массы системы
на AM соответствует, оказывается, изменение энергии на
AW~ AM• с2, где с - скорость света в пустоте.
Уменьшение энергии системы сопровождается уменьшением ее массы, и,
наоборот, увеличение энергии приводит к росту массы.
В нашем случае масса ядра О16 на 0,242-10 ~27 кг меньше суммы масс восьми
протонов и восьми нейтронов. Это означает, что при образовании ядра из
этих частиц должна выделяться энергия
Д1^== 0,242-10~27 /сг-(3 2,178-10-11 дж.
Это огромная, по масштабам микромира, величина, так, как в пересчете на
образование из нейтронов и протонов одного килограмм-атома изотопа
кислорода О16 получается энергия 13,118-1015 дж, то есть столько же
энергии, сколько выделяется при сжигании 300000 m бензина!
160
При учете "дефекта массы", соответствующего выделяемой при образовании
ядра энергии, масса остается аддитивной. /
Почему же нам не приходится сталкиваться с кажущейся неаддитивностью
массы в обыденной жизни? Потому, что энергия, которую приобретают или
отдают тела, чаще всего слишком мала, чтобы вызвать заметное изменение
массы.
Пусть, например, один кубический метр воды нагрет от 0°С до 100°С. При
этом энергия воды увеличится на
А1Г^4,19 --1000 кг• 100 град = 4,19-108 дж.
Однако увеличение массы составит всего ДЛ* = FSgr - 0,52 • 10- кг =
0,0052 л*г,
то есть 0,52 • 10_6%!
Заметить такое изменение практически невозможно!
12(r)
Работа атомного реактора, конечно, не может противоречить закону
сохранения энергии. Следовательно, общий запас атомной (точнее, я дер
ной) энергии в результате работы реактора уменьшается. Однако следует
отличать общее количество энергии от доступного для практического
использования. Оказывается, в результате работы ядерных реакторов в
некоторых из них (это так называемые реакторы-размножители) атомы
"сжигаемого" ядерного топлива вновь превращаются в ядерное топливо,
причем количество воспроизводимого превосходит количество сжигаемого.
-
В одном из типов реактора-размножителя воспроизводимое и сжигаемое
топливо представляют собой изотопы одного и того же химического элемента,
например сжигается 92U235, воспроизводится 92U233; в другом -
воспроизводимое и сжигаемое топливо являются изотопами различных
химических элементов, например сжигается 92 U,235, воспроизводится
94Ри239,
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие . ...........................
> 1. Изменилось ли время путешествия из
I Москвы в Астрахань и обратно после
• постройки Волжских ГЭС имени
МЕХАНИКА Ленина и имени XXII съезда
КПСС? ..................
2. Удивительные приключения пассажира метро .
.......................................
3. Будут ли двигаться аэросани? . .
4. Какова скорость лодки? ....
5. Чему равна средняя скорость? . .
6. Тише едешь - скорее приедешь!
7. "Вопреки" закону инерции . . .
8. Вес тепловоза равен весу вагонов
9. Почему концы всей, лежащие в опорных подшипниках, затачивают "на
конус"? ........................
10. Трение и износ стенок цилиндра
11. Трение качения должно равняться
нулю........................................
12. Справедлив ли закон независимости действия сил?
.............................
13. С какой силой давят ножки стола?
14. Загадочный рычаг.......................
15. Капризная катушка ......................
16. Прав ли был Аристотель? . . . .
17. Сдвинется ли с места брусок? . .
3
6
6
7
7
3
8
9
9
10
11
11
13
14
15
16
16
17
162
18. Две тележки . . . . . . - . 17
19. С какой силой будут тянуть лошади? 18
20. Автомобиль на Луне..............18
