Вода течет почему: Почему вода течет?

Почему вода течет?

В самом деле, почему? Да потому, конечно, что она жидкость. А почему жидкость? Ну, это уже все равно, что спрашивать, почему твердое тело — твердо и газ — газообразен. Но, оказывается, не совсем все равно. Ибо в объяснении твердости твердого и газообразности газа ученые физики пришли к вполне определенным и общим выводам, а что касается жидкостей, то…

Как в автобусе

Как давно известно, в кристаллическом твердом теле молекулы и ионы выстраиваются в ряды, соблюдая строгий порядок. Он один и тот же на всей глубине тела, и в науке его принято изображать в виде пространственной решетки с материальными частицами в переплетениях — узлах. Это так называемый дальний порядок. Стоит его изменить, и вещество изменит свойство: станет мягче или тверже, потеряет форму, сожмется, расширится.

Решетка связывает движение мельчайших частиц тела. Они как бы соединены между собой пружинками, которые позволяют частицам лишь дрожать, колебаться по отношению друг к другу.

Совершенно иначе ведут себя молекулы газа. Они, словно пылинки в солнечном луче, вьются независимо одна от другой. Кажется, никаким законам не подчинено это беспорядочное движение. Но как оно ни хаотично, ученые смогли подсчитать среднюю скорость мельчайших частиц в газах. Первым научился это делать английский физик Д. К. Максвелл. Он рассуждал примерно так.

На улице города можно встретить и очень высоких людей и совсем маленьких. Но и тех и других сравнительно немного. В основном все жители какой-либо местности примерно одного роста.

Так и движение молекул газа. Некоторые развивают огромную скорость, часть молекул движется медленно. Однако у подавляющего большинства скорость примерно одинакова. Ее можно принять за среднюю.

У молекул водорода при обычной температуре она составляет два километра в секунду — больше 7000 километров в час. У молекулы кислорода всего 1800 километров в час. С жидкостью же пока дело обстоит иначе. Согласие между учеными далеко не достигнуто. Кажется, просто: сжатый или сильно охлажденный газ становится жидкостью, как и сильно нагретое твердое тело. Жидкость — среднее состояние. Но в чем ее внутренняя природа, как ведут себя в ней молекулы?

Пришли к выводу, что частицы жидкости, в отличие от газовых, связаны друг с другом. Но единого, общего для всего тела порядка они не образуют, а испытывают влияние только своих ближайших соседок и воздействуют только на них. Тут уже не дальний порядок связи, как в твердых кристаллических телах, а так называемый ближний. В переполненном автобусе нельзя сдвинуться с места, не потревожив ближайших соседей. Направляясь к выходу, поневоле «меняешь группы» окружающих людей. Примерно так же каждая отдельная молекула жидкости движется среди соседок.

Когда соседи все время одни и те же, ученые говорят о колебании молекулы около временного положения равновесия. Почему «временного»? Потому, что частицы не остаются постоянно в одинаковом же окружении, они перепрыгивают из одной группы соседей в другую — совершают, как говорят ученые, активированные скачки. Каждая молекула воды при комнатной температуре делает за секунду примерно 600 миллионов активированных скачков! (и это касается в том числе и воды в бутылях, стоящей в вашей кухне)

В спокойной жидкости они происходят одинаково во всех направлениях. То группа частиц и каждая из них в отдельности переместилась в одну сторону, то в другую. В общей массе направление скачков взаимно уравновешивается. Однако стоит приложить к жидкости какую-либо силу (избыток давления, силу тяжести, разность потенциалов), и равномерность скачков нарушается, частицы устремляются в одну сторону. Устремляются группами и в одиночку. Это и есть текучесть. От этого течет и вода.

Для того чтобы частицы жидкости могли совершать активизированные скачки, в ней должны быть пустоты. Существуют ли они на самом деле? Ведь если их нет, то приведенное выше объяснение текучести ошибочно. Что говорит об этом опыт? Поиски таких пустот были начаты очень давно.

В серебряном шаре

Флоренция. Старинные дворцы прищурились от яркого солнца резными глазницами окон. А внутри дворцовых покоев вот уже несколько часов неторопливо беседуют флорентийские академики. Один из них говорит:

— Можно ли объяснить текучесть жидкости тем, что в ней есть невидимые поры? Правда ли, что стремясь заполнить их, жидкость и расплывается? Это утверждение, на наш взгляд, ошибочно. Доказательства? Вот они. Перед вами серебряный шар. Он наполнен водой. Ей некуда вытечь, так как шар закупорен герметически. Попробуем ударить по шару тяжелым молотком. Если бы в воде были поры, она бы от удара сжалась, а на шаре образовались бы вмятины.

Молоток с силой опустился на серебряную поверхность. Раз, второй, третий… На шаре появились светлые пятнышки. Академик торжествующе дотронулся до одного из них. Это были крошечные водяные капельки.

Опыт повторили. И снова после ударов на поверхности шара выступали слезы. Серебро пропускало воду! Но как? Ведь оно не губка и не пористая пемза. Напрашивался единственный вывод: в металле есть мельчайшие пустоты.

А в жидкости? Раз воде было легче пробить металл, чем сжаться, значит в ней не нашлось никаких пустот? Выходит так? И долгое время физики считали воду несжимаемой, лишенной каких бы то ни было внутренних пор. Лишь в середине восемнадцатого столетия французский физик Контон доказал, что и вода сжимается, хотя совсем незначительно.

Надо приложить давление в 1000 атмосфер, чтобы уменьшить объем воды всего на одну двадцать пятую. Значит, «поры» в жидкости все-таки существуют, молекулы в ней «упакованы» не самым плотным из всех возможных способов!

Но какие это пустоты? Как расположены молекулы в группах «ближнего порядка»? И даже (но об этом — чуть дальше) именно ли пустоты играют роль причины текучести? В поисках ответа на эти вопросы были разработаны сложные теории, выдвинуты десятки гипотез. Тут и «теория дырок» (как ее называют на научном просторечии), и «теория ячеек», и кинетически-мультиплетно-контактная теория и многие другие. Независимо от простоты или сложности названия все они довольно сложны по существу. Многие из них предполагают, что в течение очень коротких отрезков времени и в небольших объемах молекулярная структура жидкости представляет собой подобие кристаллической решетки твердого тела. Эти построения из молекул то и дело разрушаются, молекулы собираются в новые правильные группы, и жидкость течет.

Один из сторонников таких взглядов, ученый Г. В. Стьюарт сравнивает жидкость со стадом свиней. Животные то и дело собираются в постоянно меняющиеся группы. Группы внутри стада то растут, то уменьшаются. Расстояния между ними, то сокращаются, то увеличиваются. И все-таки это порядок, имеющий определенное построение. Часть физиков считает, что упорядоченность в жидкости, в известной мере, подобна порядку в соответствующем ей твердом теле. Так, расположение мельчайших частиц раствора поваренной соли сходно со строением кристаллов хлористого натрия. Молекулы воды образуют фигуры, похожие на кристаллы льда.

Таинственные многогранники

Но действительно ли жидкости настолько близки к твердым телам? Против этого решительно возражает известный английский ученый Дж. Д. Бернал, который вообще отрицает все так называемые кристаллические теории жидкостей. Он убежден, что жидкость — это однородное (в отличие от гипотезы Стьюарта) и связанное силами сцепления построение молекул. Никаких кристаллических участков или «дырок» достаточно крупных, чтобы в них могли бы поместиться какие-либо молекулы, в ней нет. Вопреки тому, что жидкость сжимается!

Не создают молекулы жидкости и каких-нибудь одинаковых фигур. Но как же тогда жидкость течет? Бернал рассуждает следующим образом. У каждой молекулы жидкости есть 8—12 непосредственно соприкасающихся с ней соседей. Значит, вместе они должны составить фигуры с таким же количеством граней. Но какие? Ведь существуют 46 многогранников, у которых число граней доходит до 12. И есть сотни полторы разных многогранников с 14 гранями. Да и каждая грань не похожа на свою соседку. Мало того, что это могут быть и треугольники, и квадраты, и другие многоугольники. Дело еще в том, что они могут иметь разные стороны. Тогда все эти многоугольники даже при одинаковом количестве углов будут отличаться друг от друга. Высчитать точно, в какие многогранники, с какими гранями, под какими углами сложатся молекулы в капле жидкости очень трудно. И поэтому Бернал пошел по другому пути — решил воспроизвести в грубой форме молекулярную модель жидкости.

Вы можете, при желании, повторить его опыт. Сделайте из пластилина десятка два-три маленьких комочков, обваляйте их в меле и сожмите в один ком. Теперь давайте посмотрим, в какие фигурки превратились комочки при плотной их упаковке.

Видимо у вас, как и у Бернала, получится что-то схожее с неправильными многогранниками. Причем грани в одной фигуре будут разительно отличаться одна от другой. Такого не может быть в кристалле. В этом, по Берналу, и заключается главное отличие структуры жидкости от структуры твердого тела.

Теперь вспомните, что жидкость находится в постоянном движении. Значит, и многогранники и отдельные грани все время меняются. Треугольники превращаются в параллелепипеды, пятиугольники приобретают еще один угол. В других случаях, наоборот, углов становится меньше, грани сдваиваются, страиваются. Этим беспрестанным изменением объемных форм внутри жидкости и объясняет Бернал ее непрерывное течение.

Итак, новый геометрический подход принес новую интересную гипотезу, воскрешающую в какой-то мере старые идеи флорентийских мудрецов. Однако спор далеко не кончен. Общепринятой теории жидкости, согласного ответа на вопрос «почему вода течет?» в науке еще нет. И добыть его далеко не просто.

Кстати, вот что любопытно: большинство теоретиков склонно приближать жидкость скорее к твердому телу, чем к газу. А в практике инженеры и ученые-экспериментаторы применяют к жидкостям формулы, характеризующие тяжелые газы. Странное противоречие! Его тоже должно разрешить будущее. И результаты этого спора будут иметь не только чисто научный, познавательный интерес. В нем кровно заинтересованы и физико-химики, и геологи, и металлурги. Уточнение молекулярно-кинетической модели жидкости может принести пользу в сталеплавлении, гидромеханике, поиске редкоземельных элементов, добыче нефти и во многих других областях науки и техники.

Автор: Г. Вершубский.

Зачем вода течет в воде?

Владимир Жмур,
доктор ф.-м. наук, зав. Лабораторией морских течений Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН
«Популярная механика» №7, 2013

Гольфстрим исчез или поменял направление. Произошло глобальное изменение климата. Человеческая цивилизация на грани исчезновения. Как относиться к этим страшилкам, известным по фильмам-катастрофам и статьям некоторых климатологов-футурологов? Чтобы это отношение выработать, стоит прежде всего разобраться в необычайно интересном феномене морских течений.

Что вообще заставляет воду двигаться в воде? Например, ее неоднородность. Более соленая и более холодная вода тяжелее более пресной и теплой. А поскольку и соленость в разных точках Мирового океана может различаться, и поверхность моря нагревается солнцем неравномерно, в толще воды возникает градиент давлений, и точно так же, как воздух в атмосфере, вода начинает движение от зоны высокого давления к зоне низкого.

Такие течения в науке называют термохалинными. Существуют и течения, вызванные перепадами уровня океана, их можно назвать баротропными. Но все же творцы самых мощных перемещений воды — ветер и сила Кориолиса.

Океан в теснине

Течения, буквально промешивающие пол-океана, — это ветровые течения. Пример — крупномасштабная циркуляция воды в северной части Атлантики. Поток, охватывающий всю верхнюю толщу вод, движется по часовой стрелке с на удивление маленькой скоростью — всего-то 1–2 см/с. Казалось бы, все просто — вдоль восточных берегов Атлантики течение движется с севера на юг, вдоль американских берегов — с юга на север. Но есть одна существенная деталь, имеющая решающее значение для климата в этой части мира.

Сила Кориолиса — сила инерции, возникающая из-за вращения нашей планеты, — прижимает течение к американскому материку. Часть мощного потока океанских вод сжимается в узкой прибрежной зоне, образуя так называемое западное пограничное течение. Дальше все происходит по законам гидравлики: оказавшись в своего рода теснине, вода резко увеличивает скорость примерно до 2 м/с, то есть в сто раз. Эта мощная струя в конце концов отрывается от породившего ее кругового течения и уходит на север, становясь течением Гольфстрим.

Понятно, что даже такое мощное и быстрое океанское течение, как Гольфстрим, все равно испытывает на своем пути воздействие разнообразных сил и факторов. Оно постепенно теряет энергию, начинает петлять, создавая, подобно реке, меандры. Иногда эти меандры отрываются и формируют отдельные вихри — так называемые ринги, имеющие диаметр около 200 км. В каждый момент времени этих вихрей в Северной Атлантике существует более десятка. Если они, отделяясь, уходят на юг, то несут более холодную воду в более теплые зоны океана, если на север, то наоборот — заносят относительно теплую воду в полярные области.

Твердая вода

Вихри — постоянный спутник морских течений. Сама граница течения представляет собой фронт, то есть перепад характеристик водной среды. Он практически никогда не бывает плоскостью, перпендикулярной дну, но имеет уклон. Фронт постоянно меняет положение, и рядом с ним неизменно рождаются вихри — от гигантских, диаметром в сотни километров, до самых маленьких, какие только могут быть. Понятно, что воду закручивает одновременное действие разных сил, и здесь опять-таки не последнюю роль играет сила Кориолиса.

Вот интересный пример. Через Гибралтарский пролив, как и через любой узкий пролив, соединяющий два бассейна, в которых вода имеет разные характеристики, идут два быстрых встречных потока. Более легкая океанская вода вливается в Средиземное море поверху, а более тяжелая, более соленая морская, идет понизу и скапливается уже в океане на глубине порядка 1000–1200 м (именно на такой глубине средиземноморский «рассол» имеет нулевую плавучесть). Вырастает своего рода огромный «мешок», а с ним возникает разница гидростатического давления на одинаковой глубине.

Теперь, казалось бы, есть все условия, чтобы возникло течение по направлению градиента давлений. Но тут и вступает в действие сила Кориолиса — она компенсирует перепад давлений, и вода, вместо того чтобы двигаться по изолинии давления, выталкивается в перпендикулярном направлении. Так в Атлантике закручивается гигантский вихрь диаметром около 100 км и толщиной метров 300.

Кстати, обнаружение этого вихря и изучение его природы стало одним из последних крупных открытий в области гидрологии океана и физической географии вообще.

Еще одно необычное явление, связанное с океанскими течениями и рождаемыми ими вихрями, наблюдается между Индийским океаном и Атлантикой.

Агульясское течение, идущее вдоль восточноафриканского берега на юг, у побережья ЮАР (то есть там, где кончается африканский континент) делает левый поворот и вновь направляется на восток, в Индийский океан. В этом месте от него отрываются вихри, уходящие в сторону Атлантики. Эти водовороты существуют долго, до трех лет, пока их не выносит к берегам Южной Америки, где вихри постепенно перемалываются прибрежными течениями.

Эти образования играют большую роль в процессе обмена водой и разнообразным биоматериалом между двумя океанами. Удивительный момент заключается, однако, в том, что сами эти вихри имеют ничтожную толщину по сравнению с диаметром. Фактически это тонкие водяные диски, крутящиеся по поверхности океана. Что же им придает такую невероятную живучесть? Ведь вращение одной вязкой жидкости в другой неизбежно должно было бы привести к торможению и распаду вихря.

Исследователям удалось выяснить, что в момент образования — еще внутри Агульясского течения — эти вихри приобретают свойства, характерные для вращения… твердого тела. Именно благодаря таким уникальным физическим характеристикам диск из воды Индийского океана достигает американских берегов.

Хранители цивилизации

Истории с вихрями наглядно демонстрируют, что Мировой океан наполнен разнообразными и иногда причудливыми движениями. Свои особенности имеют течения экваториальной области, где практически не действует сила Кориолиса. Исключительное значение для формирования климата на Земле имеет Антарктическое циркумполярное течение — единственное по-настоящему замкнутое океанское течение на планете. У него есть некий северный аналог, однако в него временами заходит и точно так же выходит атлантическая вода, тогда как в Антарктике ветер гонит воду бесконечным кругом.

Но все же самые мощные течения на Земле — это западные пограничные, порождаемые, как уже говорилось, ветром и действием силы Кориолиса. В Южном полушарии их мощь не так впечатляет (возможно, из-за влияния Антарктиды), но в Северном Гольфстрим в Атлантике и Куросио в Тихом океане оказывают решающее влияние на климат, хозяйство, а значит, и всю человеческую цивилизацию. Очень трудно себе представить, по крайней мере при нынешней конфигурации океанов и континентов, что механизм, порождающий Гольфстрим, вдруг даст сбой. Другое дело — распределение его энергии.

В Северной Атлантике Гольфстрим ветвится: один поток поворачивает на юг и греет Европу, другой уходит в Северный Ледовитый океан, превращая Мурманск в круглогодичный незамерзающий порт. Еще одна ветвь идет к Исландии, а затем поворачивает в сторону Североамериканского континента. Характер ветвления зависит от распределения градиентов давления в этой части Мирового океана. Если предположить, что течение усилит свою ветвь, направленную к Европе, а поток, идущий в Баренцево море, иссякнет, в Европе станет жарче, а вот в России может существенно расшириться зона вечной мерзлоты.

Если же случится наоборот, по Темзе зимой снова будут ездить на санях, зато растают льды Северного Ледовитого океана. Этот океан подключится к общей системе обмена энергией между атмосферой и Мировым океаном, создаст новые ветры, которые, в свою очередь, наверняка изменят картину морских течений. Сдвиги климата в этом случае могли бы оказаться труднопредсказуемыми. Остается лишь главный вопрос: насколько это реально?

Главная опасность, о которой можно было бы говорить, — это таяние ледяного панциря Гренландии, что привело бы не только к повышению уровня Мирового океана, но и наверняка к изменению направления течений. Тут с Гольфстримом и могла бы случиться беда. Что ж, ледники Гренландии действительно потихоньку тают, однако ничего такого, что бы сулило глобальные катастрофические последствия в ближайшем будущем, пока не происходит. А дальше?

А дальше все упирается в надежность предлагаемых разными группами исследователей моделей прогнозирования. Одни абсолютизируют сегодняшнюю тенденцию к потеплению и экстраполируют ее на тысячу лет вперед: у них выходит, что, в конечном счете, океан закипит, а жизнь на Земле станет невозможной. Другие, напротив, говорят, что жара скоро сменится похолоданием.

И пусть сторонники того или иного сценария предлагают свои расчеты, по мере увеличения срока прогноза растет и величина погрешности. Поэтому, если к прогнозам на десять лет вперед можно относиться серьезно, то вероятность реализации сценария, рассчитанного на сто лет, равняется анекдотическим 50 на 50, то есть или будет, или нет.

Если же говорить о серьезных публикациях, выходящих в наши дни, то по их совокупности можно прийти к выводу о том, что современная наука не видит реальных оснований для катастрофических сценариев, связанных с Гольфстримом. Чтобы в этой мощной и достаточно устойчивой системе что-то радикально поменялось, нужны колоссальные изменения на планете, но таких процессов мы не наблюдаем, а современные нам изменения климата могут быть всего лишь проявлениями краткосрочных циклов в пять-шесть десятков лет.

Что делать, если из крана течет ржавая вода?Как заставить коммунальную службу улучшить ситуацию с питьевой водой и что делать для перерасчета платы за предоставленную некачественную услугу?

Если вам кажется или вы точно уверены, что из вашего крана течет некачественная вода, не нужно терпеть и часами сливать ржавую, непригодную для питья и приготовления пищи, воду.
Напомним, что вода ― это коммунальная услуга, за потребление которой жильцы платят деньги. Согласно Постановлению Правительства РФ № 307 «О порядке предоставления коммунальных услуг гражданам» в случае предоставления коммунальных услуг ненадлежащего качества (в нашем случае это ржавая и с другими примесями вода) необходимо незамедлительно обратиться с уведомлением в аварийно-диспетчерскую службу.
Сообщить о плохой воде можно как в письменной форме, так и в устной по телефону. Диспетчер аварийной службы обязан принять и зафиксировать в журнале вашу заявку, сообщив при этом регистрационный номер и время обращения с жалобой. В случае если представителю диспетчерской службы известны причины предоставления некачественной услуги (например, ремонт на участке), он обязан сообщить об этом потребителю. Если же причины не известны, то диспетчеру необходимо зафиксировать в журнале заявок факт предоставления некачественной услуги с точным временем и датой.
Действенным способом является письменное обращение в виде заказного письма с уведомлением. Квитанция об оплате ― доказательство отправки письма, сохраните ее на всякий случай.
На вашу заявку должны откликнуться в течение двух рабочих дней. Представитель ресурсоснабжающей организации и представитель управляющей организации обязаны проверить наличие ржавой воды в вашем кране и составить акт о предоставлении коммунальной услуги ненадлежащего качества. (п.8 Постановления Правительства №307). Документ подписывается потребителем и представителями ресурсоснабжающей организации и управляющей компании.
В случае неявки представителя ресурсоснабжающей организации по заявке в указанный срок, акт составляется в присутствии представителя управляющей организации и не менее двух жильцов дома. Документ закрепляется подписями с отметкой о неявке исполнителя и считается действительным. Акт составляется в двух экземплярах, передается исполнителю и считается основанием для перерасчета платежей за некачественную услугу (статья 71, п. 8 Постановления №307). Претензия направляется на рассмотрение комиссии по перерасчетам и в течение нескольких дней выносится решение о перерасчете платежа за некачественную услугу.
Ускорить процесс рассмотрения заявки и составление акта-претензии поможет Роспотребнадзор. По итогам экспертизы на проверку качества воды, которая должна проводиться в присутствии потребителя коммунальной услуги, представителя управляющей компании и ресурсоснабжающей организации, составляется акт о предоставлении коммунальной услуги ненадлежащего качества. Забор воды ― услуга платная, однако, этот метод самый действенный. Составленный акт с результатами экспертизы считается основанием для перерасчета коммунальных платежей или выплаты компенсаций за причиненный вред жизни и здоровью потребителя. Роспотребнадзор обязует устранить причину ржавой воды управляющую компанию или ресурсоснабжающую организацию в зависимости от того, кто виноват.
Ну и наконец, добиться результата и восстановить справедливость поможет обращение в департамент ЖКХ или суд. На основании письменного заявления назначается комиссия для проверки состояния водопровода. По итогам экспертизы составляется акт-претензия и назначается время дляустранение недостатка и перерасчет за оплату некачественной коммунальной услуги. Стоимость услуг юриста можно включить в иск, и в дальнейшем просить взыскать с виновника предоставления некачественной услуги.

В интернете появилась новая оптическая иллюзия

Итальянский фотограф заснял неподвижную струю воды, которая, как оказалось, все же течет. О том, чем может быть вызван такой эффект, и о других известных иллюзиях рассказывает «Газета.Ru».

Новую оптическую иллюзию заснял итальянский фотограф Дарио Бонци — на кадрах видна абсолютно неподвижная струя воды, кажущаяся замершей. Однако при прикосновении к ней становится понятно, что вода течет. Мужчина заметил удивительное явление во время своей прогулки в Камонике, одной из самых больших долин в центральных Альпах. Видео он разместил на своей странице в Facebook.

«Я никогда не видел ничего подобного. Это было похоже на лед, но оказалось текущей водой!» – написал он.

Иллюзия возникла из-за ламинарного течения. При нем жидкость или газ перемещается слоями без перемешивания и пульсаций. Другими словами, движение проходит равномерно, без беспорядочных скачков давления, направления и скорости.

Ламинарное течение жидкости образуется, например, в узких кровеносных сосудах живых существ, капиллярах растений и в сопоставимых условиях, при течении очень вязких жидкостей (мазута по трубопроводу). Чтобы наглядно увидеть струйный поток, достаточно немного приоткрыть водопроводный кран – вода будет течь спокойно, равномерно, не смешиваясь. Если кран отвернуть до конца, давление в системе повысится и течение приобретет хаотичный характер.

Весной 2018 года внимание пользователей сети привлекла еще одна иллюзия, на этот раз слуховая — опубликованная на Reddit запись голоса заставила спорить пользователей сети о том, какое имя они услышали: Янни или Лорел.

На самом деле речь шла не совсем об иллюзии, а об звуковом аналоге «вазы Рубина», которая одновременно похожа и на сосуд, и на два человеческих профиля.

Издание The Verge связалось с доцентом Маастрихтского университета Ларсом Рики, который объяснил, в чем кроется загадка. Ключевым фактором является частота, на которой произносятся эти имена. Так, «Янни» звучит на более высоких частотах, а «Лорел» — на более низких.

В этом случае то, что услышат пользователи, зависит от устройства или наушников.

Помимо качества звука важным фактором является возраст слушателя. Известно, что с возрастом люди теряют способность слышать высокие звуки. Наконец, еще одно обстоятельство — это ожидание самого слушателя.

А в 2017 году профессор психологии Университета Ритсумейкан из японского Киото Акиеси Китаока опубликовал оптическую иллюзию с клубникой. При просмотре фотографии кажется, что клубника красного цвета, как и должно быть. Тем не менее на самом деле на фотографии нет красных пикселей, а клубника на самом деле из серых оттенков.

В доказательство этих слов другой пользователь твиттера изолировал самые «красные» цвета на изображении в виде квадратов на белом фоне.

В 2015 году тысячи интернет-пользователей пытались определить, какого цвета платье, фото которого было опубликовано на портале BuzzFeed — бело-золотое или сине-черное. Впрочем, масштабные разногласия по поводу цвета были вызваны просто-напросто особенностями строения человеческих глаз. Дело в том, что свет, попадающий на наши зрительные органы, падает на сетчатку, которая состоит из двух типов фоторецепторов — колбочек и палочек. Палочки более чувствительны к свету и в основном отвечают за восприятие формы, а не цвета предметов.

Колбочки, напротив, «рассматривают» цвет, а не степень освещенности объекта.

Цветовая гамма, в которой воспринимаются объекты, зависит от того, чего (палочек или колбочек) в сетчатке конкретного человека больше, и от того, каким светом освещается предмет. Именно поэтому в разном цвете платье может увидеть даже один и тот же человек, если посмотрит на фото при разном освещении или увидит снимок на разных мониторах компьютера или экранах смартфона.

Год спустя судьбу платья повторили шлепанцы в той же цветовой гамме — часть пользователей считала их черно-синими, часть — бело-золотыми. На самом же деле, как сообщил производитель, шлепанцы были синего и темно-синего цвета.

Какая вода течет из кранов вартовчан

На этой неделе в департаменте ЖКХ администрации города состоится рабочее совещание по вопросу качества горячей воды в многоквартирных домах Нижневартовска. Причина – многочисленные жалобы вартовчан. 

В совещании примут участие представители управляющих компаний, застройщиков, администрации города, МУП «Горводоканал», МКУ «Управление капитального строительства». Специалисты совместно будут выяснять, почему из кранов вартовчан течет некачественная горячая вода.

Как сообщили в МУП «Горводоканал», сотрудники предприятия ежедневно проводят заборы проб питьевой воды для исследований. В лаборатории воду оценивают по семи основным показателям: аммиак и аммоний-ион, железо, полиакриламид, алюминий, цветность, мутность, хлор.

«Все показатели в пределах нормы. Однако каждый год в начале осени увеличивается количество обращений горожан по вопросу качества горячей воды», — сообщил директор предприятия Анатолий Боков.

По его словам, горячая вода приобретает желтый оттенок в том случае, если в ней содержится железо. Вместе с тем, на первом этапе, когда вода поступает из реки Вах, она очищается до качества питьевой: уровень железа на выходе из водозабора составляет около 0,15 мг/дм3 при норме 0,3 мг/дм3. Но вода может повторно загрязняться: на этапе транспортировки в жилые дома, а затем квартиры. Например, от соприкосновения с горячей водой стенки металлических труб окисляются, образуется осадок, который и придает жидкости специфический цвет. Что касается новостроек, здесь проложены коммуникации из полимерных металлов, но их разводка, по словам специалистов МУП «Горводоканал», выполнена из оцинкованных труб, которые подвержены коррозии. Еще одна возможная причина загрязнения – застой воды в трубах.

Как заверил Анатолий Боков, специалисты МУП «Горводоканал» ежедневно осуществляют как плановые, так и внеплановые проверки качества воды, которая поступает в квартиры вартовчан. Обращения отрабатываются индивидуально.

Пресс-служба администрации города Нижневартовска.

обнаружение проблемы, поплавковый клапан, инструкция по ремонту

Несмотря на то, что все современные производители стараются изготавливать качественную продукцию, тем не менее, вечного ничего не существует. Учитывая это, рано или поздно каждый человек задается вопросом, почему течет вода в унитазе. Причиной этому послужила неисправность в одной из систем сливного бачка. Чтобы ее устранить, необязательно обращаться к сантехникам и при этом платить большие деньги за ту работу, которую может выполнить практически каждый человек.

Постоянно текущая вода в туалете сказывается, прежде всего, на бюджете семьи, поскольку небольшая струйка со временем выливается в очень большое количество воды, за которое придется заплатить. Это особенно заметно тем людям, у которых установлены счетчики на воду. Кроме того, учитывая состояние нашей воды, постоянная течь в унитазе со временем оставляет на чаше ржавый след, который очень сложно, практически невозможно впоследствии убрать. Чтобы избежать многих проблем, нужно при первом же появлении течи найти и устранить поломку.

Конструкция унитаза и бачка

Что делать, если вы обнаружили течь в унитазе

Как уже говорилось ранее, если в унитазе постоянно течет вода, то, в конце концов, это может обернуться серьезной проблемой. Таким образом, следует сказать, что при обнаружении данной проблемы нужно сразу бить  панику и вызывать сантехника или устранять причину самому.

Если посчитать расходы, то за месяц небольшая струйка выльется в несколько кубометров воды, что существенно дороже, нежели вызвать специалиста. Кроме того, производить ремонт рано или поздно все равно придется. Если же вы решили исправить поломку самостоятельно, следует, прежде чем приступать к работе, обзавестись всем необходимым инструментом, к которому относится:

• разводной ключ;
• пассатижи;
• отвертка;
• ножовка по металлу;
• герметик;
• нож;
• проволока.

В зависимости от поломки, весь этот «арсенал» может и не понадобится, тем не менее, он обязательно должен быть под рукой, поскольку заранее знать, что произошло, нереально.

Поплавковый клапан — источник 90% всех проблем

Если происходит течь воды из слива, то, прежде всего, следует обратить внимание на поплавковый клапан, поскольку практически все проблемы возникают именно из-за него. Однако, прежде чем говорить о его неисправностях, следует четко понимать, как устроен принцип работы данной системы.

Так как в бачок подведена постоянная подача воды, нужна система, которая бы автоматически перекрывала ее подачу при достижении определенного уровня. Именно данную роль и выполняет поплавковый клапан. Он состоит из самого клапана и поплавка, который может быть представлен в двух вариантах: в виде полой груши, имеющей разную форму, а также в виде перевернутого стакана. Из-за того что первый вариант может со временем пропускать в себя воду, многие производители отказались от его использования. Поэтому если у вас установлен такой механизм, первым делом нужно проверить его целостность. Если обнаружены дырки, через которые проходит вода, тогда его нужно просто заменить на новый.

Если же в вашей системе используется поплавок в виде перевернутого стакана, то в этом случае нужно просто внимательно на него посмотреть. Учитывая состояние воды в наших трубах, на нем может просто налипать много грязи. В этом случае ремонт сводится к тому, чтобы снять его с бачка и тщательно вычистить от скопившейся грязи, ржавчины и прочего мусора.

Проверка поплавка сливного бака

Если с самим поплавком все в порядке, тогда следующим шагом будет проверка самого механизма. Очень часто бывает так, что из-за плохого состояния труб в наших домах под его механизм может попасть либо песчинка, либо маленький кусочек ржавчины. В этом случае, в зависимости от того, как застрянет перекрывной механизм, будет ситуация, в которой течет вода в бачке унитаза, либо наоборот вообще она не будет набираться. Именно в этом случае нам поможет проволока, с помощью которой можно прочистить этот механизм. Если кусочек небольшой, тогда он может выскочить самостоятельно, если принудительно пошатать сам поплавок вверх-вниз.

Если система бачка очень старая, иногда целесообразно заменить ее на новую, так как может сразу возникнуть несколько различных проблем, которые вас могут заставить очень сильно поломать голову, почему не устраняется поломка.

Течь в унитазе — результат поломки системы перелива или заслоночной груши

Проверив поплавковый механизм, многие люди задаются вопросом, что делать дальше, поскольку течь не устранилась. В этом случае нужно идти и проверять все остальные системы, которые, правда, говоря, значительно реже выходят из строя.

Следующим по списку нужно проверить резиновую грушу, которая перекрывает отверстие слива из бачка. Для этого нужно предварительно выполнить ряд действий:

Принцип устройства и работы унитаза

1. перекрыть подачу воды в бачок унитаза при помощи специального вентиля;
2. слить всю имеющуюся в емкости воду, так как она нам будет мешать;
3. вручную поднять и опустить саму заслонку на ее место. Она должна садиться точно на свое посадочное место;
4. если этого не происходит, тогда нужно произвести регулировку его положения.

Очень часто бывает так, что из-за плохого качества воды либо на самом клапане, либо на его посадочном седле образуется налет из ржавчины или извести. В результате чего он просто не может нормально садиться на свое место и перекрывать полностью воду. В этом случае, если все части целые и неповрежденные, следует произвести просто чистку. При этом необходимо помнить о том, что для достижения лучшего результата потребуется производить чистку двух составляющих — это самого клапана и его посадочного места.

Несмотря на все это, причиной постоянной течи воды в унитазе также может быть и поломка самого переливного механизма, выполненного в виде пластиковой трубы, которая тянется от самого дна, и выходит немного выше уровня набора воды. Она находится постоянно в воде и при этом имеет крепление, под которым находится резиновая прокладка. В этом случае чаще всего вода начинает бежать из-за того, что прокладка вышла из строя. Чтобы решить данную проблему, необходимо просто заменить негодную прокладку.

Исправный унитаз

Что делать, если мокрый пол образовался возле унитаза

Бывает так, что из под унитаза течет вода. Это говорит о том, что либо неправильно была осуществлена сборка бачка и унитаза, либо между ними пришла в негодность резиновая прокладка. Но при обнаружении воды возле унитаза не следует спешить снимать бачок, поскольку вода может просачиваться из системы подачи воды. Это обусловлено тем, что при этом используются гибкие шланги, а, как известно, такая конструкция недолговечна. Также в этом случае может прийти в негодность резиновая прокладка. В случае если подвод воды осуществляется снизу бачка, такую течь можно случайно принять за ту, когда течет из под бачка унитаза, так как оба эти узла находятся практически рядом дуг с другом.

Если это связано с системой подачи воды, то в этом случае устранение причин сводится к замене вышедших из стоя деталей.

Что касается того случая, когда вода течет из под самого бачка, то для его снятия нужно выполнить целый ряд последовательных действий. Прежде всего, нужно перекрыть подачу воды в бачок унитаза. Всю имеющуюся там воду необходимо слить. После этого снимаются поочередно и отсоединяются все основные узлы бачка, чтобы их не повредить, и чтобы они не мешали.

Когда доступ будет открыт, необходимо выкрутить все болты, которые соединяют саму емкость для воды и чашу унитаза. Следует помнить о том, что металлические болты могут со временем заржаветь до такой степени, что единственным спасением будет только ножовка по металлу. Пластмассовые же болты такой проблемы лишены. Когда система будет полностью разобрана, нужно тщательно очистить все от ржавчины и заменить прокладку между бачком и унитазом, даже если она в нормальном состоянии. Это обусловлено тем, что при повторном ее использовании может образоваться перекос, из-за которого течь возобновится снова, и все нужно будет начинать сначала.

Для надежной защиты от подтекания специалисты рекомендуют использовать силиконовый герметик, которым нужно обмазать все крепежные отверстия. После этого необходимо произвести сборку в обратной последовательности. По завершению работы следует проверить всю систему и убедиться в том, что все собрано нормально и никаких подтеканий нету. В случае обнаружения таковых, если это возможно без очередного разбора, следует подтянуть соединительные винты. В противном случае нужно произвести повторный разбор и сбор всей системы в целом.

Если плохо течет вода из крана

1. Поменяйте кассету в большом проточном фильтре

простота операции — легко
время — 5-10 минут
затраты — 10-50$
уровень загрязнения — низкий
эффективность — на 1-2 года помогает.

2. Надо прочистить малый фильтр

(такой желтый аппендикс рядом с вентилем), если нет большого проточного фильтра. Перекройте воду и открутите ключом гайку фильтра. Вытащите из гайки сеточку и вытрясите из нее ржавчину и прочий мусор. Когда будете ставить гайку на место, проследите, чтобы не потерялась прокладка.

простота операции — средняя сложность
время — 10-30 минут
затраты — 0$
уровень загрязнения — низкий
эффективность — на 1-2 года помогает.

3. Надо прочистить сеточки на смесителях

Если у вас нет никаких фильтров, или вода по-прежнему идет плохо. Сеточки откручиваются вручную или гаечным ключом. Чтобы не поцарапать никелировку или хромирование сеточки, используйте мягкую тряпочку и разводной гаечный ключ. Для прочистки сеточки сгодится иголка.

простота операции — легко
время — 10-30 минут
затраты — 0$
уровень загрязнения — низкий
эффективность — на 6-12 месяцев помогает.

4. Попробуйте промыть трубы под напором

Если ничего из вышеперчисленного не помогает. Для этого надо перекрыть воду вентилем, который возле фильтра, открутить гибкие шланги или полностью открутить смеситель, если он настенный, и проследить, чтобы вода, которая польется из труб, попадала в ведро или канализацию. Это желательно делать с помощником. Резко включайте и выключайте вентиль на несколько секунд.

простота операции — средняя сложность
время — 10-30 минут
затраты — 0$
уровень загрязнения — низкий, возможно средний
эффективность — на 1-2 года помогает.

5. Если ничего не помогло, значит забился участок трубы от стояка до вентиля

иногда его удается прочистить тросиком, впрочем вряд ли тросик у вас есть и тут без услуг квалифицированного сантехника не обойтись.

Если вода идет очень плохо у вас и у ваших соседей сверху или снизу, значит забился стояк. Прочистить стояк практически невозможно, только тупо менять. Обсудите с соседями такую возможность, после этого вызывайте сантехников.

Поток и круговорот воды

• Школа наук о воде ГЛАВНАЯ • Темы поверхностных вод • Круговорот воды •

Компоненты круговорота воды »Атмосфера · Конденсация · Испарение · Эвапотранспирация · Пресноводные озера и реки · Поток подземных вод · Накопление подземных вод · Проникновение · Лед и снег Океаны · Осадки · Таяние снегов · Источники · Ручьи · Сублимация · Поверхностный сток

Западный филиал реки Саскуэханна, Пенсильвания (Источник: Википедия)

Речной поток и круговорот воды

Если вы читали нашу дискуссию о роли океанов в круговороте воды, вы знаете, что испарение из океанов — это основной путь, по которому вода возвращается в атмосферу с поверхности Земли.Вода возвращается на Землю из осадков , падающих на землю, где сила тяжести либо уносит ее в землю как инфильтрацию , либо она начинает спускаться вниз как поверхностный сток . Но как много воды возвращается в океаны, чтобы поддерживать круговорот воды? Многие стоки попадают в ручьи, ручьи и реки, текущие вниз по направлению к океанам. Если река не впадает в закрытое озеро, что является редким явлением, или не используется для использования людьми, что является обычным явлением, они впадают в океаны, тем самым выполняя свои обязанности по круговороту воды.

Геологическая служба США (USGS) использует термин «речной сток» для обозначения количества воды, текущей в реке. Хотя Геологическая служба США обычно использует термин «поток» при обсуждении текущих водоемов, на этих страницах мы будем чаще использовать «реки», поскольку это, вероятно, то, с чем вы более знакомы.

Значение рек

Реки бесценны не только для людей, но и для жизни повсюду. Реки не только являются прекрасным местом для игр людей (и их собак), но люди используют речную воду для снабжения питьевой водой и воды для орошения, для производства электроэнергии, для смыва отходов (надеюсь, но не всегда, очищенных отходов). для перевозки товаров и получения еды.Реки являются основными водными ландшафтами для всех видов растений и животных. Реки даже помогают поддерживать подземные водоносные горизонты, наполненные водой, сбрасывая воду вниз через русла рек. И мы уже упоминали, что океаны остаются наполненными водой, потому что реки и сток постоянно обновляют их.

Водоразделы и реки

Одно слово может объяснить, почему на Земле существует река, — гравитация. Вы слышали, что «вода ищет свой уровень», но на самом деле вода ищет центр Земли, как и все остальное.На практике вода обычно стремится течь в океаны, которые находятся на уровне моря. Итак, где бы на Земле ни находилась вода, она пытается течь под гору. Поскольку Земля не очень ровная, вода в конечном итоге занимает долины и впадины ландшафта в виде рек и озер.

При рассмотрении расположения рек и количества речных водотоков ключевым понятием является «водораздел» реки. Что такое водораздел? Легко, если вы сейчас стоите на земле, просто посмотрите вниз.Вы стоите, и все стоят на водоразделе. Водораздел — это участок земли, где вся вода, которая падает на него и стекает с него, уходит в одно и то же место. Водоразделы могут быть такими маленькими, как следы земли, или достаточно большими, чтобы охватывать всю сушу, стекающую в реки, впадающие в Чесапикский залив, где она впадает в Атлантический океан. Более крупные водосборы содержат много более мелких водосборов. Все зависит от точки оттока; вся земля, по которой вода стекает к точке оттока, является водоразделом для этого места оттока.Водоразделы важны, потому что на сток и качество воды в реке влияют вещи, вызванные деятельностью человека или нет, происходящие на суше «выше» точки выхода реки

Поток постоянно меняется

Поток постоянно меняется, от дня к дню и даже от минуты к минуте. Конечно, основное влияние на сток реки оказывают осадки на водосборе. Дождь заставляет реки подниматься, и река может даже подниматься, если идет только дождь очень далеко в водоразделе — помните, что вода, которая попадает в водораздел, в конечном итоге будет стекать через точку истока.

Это типичное наводнение на Пичтри-Крик, показанное на фотографиях «до и после» с 10-футового подъезда домовладельца. Фотография паводка (справа) была сделана 6 мая 2003 г. ближе к вечеру, когда высота потока составляла около 17 футов. Пик паводка пришелся на 7:30 вечера по восточному времени вечером, когда уровень потока достиг 17,77 футов с соответствующим мгновенным расходом 6960 кубических футов в секунду (cfs). В качестве альтернативы, базовый сток в Пичтри-Крик (левое изображение) составляет около 2.5 футов, с потоком около 25 куб. (Кредит: Ховард Перлман, Геологическая служба США)

Размер реки сильно зависит от размера ее водораздела. У крупных рек есть водоразделы с большой площадью поверхности; малые реки имеют меньшие водоразделы. Точно так же реки разного размера по-разному реагируют на штормы и ливни. Крупные реки поднимаются и опускаются медленнее и медленнее, чем небольшие реки. На небольшом водоразделе шторм может вызвать в каждую минуту в 100 раз больше воды, чем в базовые периоды, но река будет подниматься и опускаться, возможно, в считанные минуты и часы.Для подъема и опускания больших рек могут потребоваться дни, а наводнения могут длиться несколько дней. В конце концов, может пройти несколько дней, чтобы вся вода, упавшая за сотни миль вверх по течению, просочилась через точку выхода.

Если вы когда-нибудь задумывались, сколько галлонов воды выпадает во время шторма, воспользуйтесь нашим интерактивным калькулятором осадков , чтобы узнать это.

Гидрологи изучают водотоки с помощью гидрографов

Геологическая служба США использует гидрограф для изучения речного стока.Гидрограф — это диаграмма, показывающая, как правило, уровень реки (высота воды над произвольной высотой) и сток (количество воды, обычно в кубических футах в секунду). Другие свойства, такие как количество осадков и параметры качества воды, также могут быть нанесены на график. На гидрографе ниже показаны осадки и сток за один день для Пичтри-Крик в Атланте, штат Джорджия (номер станции USGS 02336300).

Осадки влияют на сток

24 декабря 2002 года в водоразделе Пичтри-Крик выпало около двух дюймов осадков.Это хороший пример для описания характеристик стока во время шторма, поскольку в этот день дождь шел всего несколько часов, а до того, как начался дождь, Пичтри-Крик находился в условиях базового стока. На приведенной ниже диаграмме показано количество осадков в дюймах в течение каждых 15 минут с шагом 24 декабря ^{-го числа} гг. И непрерывное измерение расхода воды в кубических футах в секунду (футы ³ / с).

Коричневая линия на графике показывает, что водоток в период паводка намного выше, чем непосредственно перед ним.Линия показывает, что базовый сток составлял около 50 футов ³ / с до того, как река начала подниматься, но всего несколько часов спустя, в 9:00 утра, сток превысил 6000 футов ³ / с, то есть примерно в 150 раз больше, чем в условиях базового потока. Это характерно для небольших ручьев, особенно городских ручьев, где сток очень быстро попадает в реку.

Можно оценить общий объем воды, протекшей за 24 декабря 2002 г., и сравнить его с днем, когда потоки находятся в условиях основного потока (стадия потока около 2.81 фут). При базовом расходе около 27 800 000 галлонов воды потечет через измерительную станцию ​​Peachtree Creek за один день. Используя средний водоток за каждые 15 минут во время шторма 24 декабря, около 4 290 000 000 галлонов утекло. Это будет примерно в 154 раза больше воды, чем в день базового стока.

До дождя:
Стадия потока: 2,81 фута
Поток: 43 кубических фута в секунду

После дождя :
Стадия потока: 17.33 фута
Поток: 6630 кубических футов в секунду

Механизмы, вызывающие изменения водотока

Реки всегда текут, и это хорошо для всего, так как стоячая вода не долго остается свежей и манящей. Существует множество факторов, как естественных, так и антропогенных, которые вызывают постоянное изменение рек:

Естественные механизмы

• Сток от дождя и таяния снега
• Испарение из почвы и поверхностных водоемов
• Транспирация растительностью
• Сброс грунтовых вод из водоносных горизонтов
• Пополнение запасов подземных вод из поверхностных водных объектов
• Отложения озер и водно-болотных угодий
• Образование или рассеяние ледников, снежников и вечной мерзлоты

Механизмы, вызванные человеком

• Забор поверхностных вод и трансбассейновый отвод
• Регулирование стока рек для гидроэнергетики и судоходства
• Строительство, удаление и осаждение водохранилищ и ливневых отстойников
• Создание каналов и строительство дамбы
• Осушение или восстановление водно-болотных угодий
• Изменения в землепользовании, такие как урбанизация, которые изменяют скорость эрозии, инфильтрации, наземного стока или эвапотранспирации
• Отвод сточных вод
• Возврат оросительных сточных вод

Сток и глобальное водораспределение

Несмотря на то, что вода, текущая в реках, имеет огромную ценность не только для людей, но и для большей части жизни на Земле, она составляет всего ничтожно малое количество земной воды .Учитывая только пресную воду на Земле, речной сток составляет всего около шести-одной тысячи одного процента (0,006%)! Первая таблица ниже показывает, что около 0,002 процента всей воды Земли содержится в реках, и только 0,006 процента пресной воды в мире находится в реках.

Источник: Глейк П. Х., 1996: Водные ресурсы. В Энциклопедии климата и погоды, изд. С. Х. Шнайдер, Oxford University Press, Нью-Йорк, т. 2. С. 817-823.

Хотите узнать больше о речном стоке и круговороте воды? Следуйте за мной на сайт Streamgaging Basics!

Поток подземных вод и круговорот воды

• Школа наук о воде ГЛАВНАЯ • Темы подземных вод • Круговорот воды •

Компоненты круговорота воды »Атмосфера · Конденсация · Испарение · Эвапотранспирация · Пресноводные озера и реки · Поток подземных вод · Накопление подземных вод · Снег Накопление льда и снега · Океаны · Осадки · Таяние снегов · Источники · Ручьи · Сублимация · Поверхностный сток

Воды больше, чем вы можете видеть.

Разгрузка подземных вод происходит из источников в известняковой стене Редволл Гранд-Каньона в реку Колорадо в районе Васи.

Источник: R.A. Макниш, USGS

Вы видите воду вокруг себя каждый день в виде озер , рек , льда, снега и дождя . Есть также огромное количество невидимой воды — воды, существующей в земле . И хотя грунтовых вод не видно, они сейчас движутся под вашими ногами.Как часть водного цикла , подземные воды являются основным источником стока во многих ручьях и реках и оказывают сильное влияние на речные и водно-болотные среды обитания растений и животных. Люди использовали подземные воды в течение тысяч лет и продолжают использовать их сегодня, в основном для питьевой воды и орошения . Жизнь на Земле зависит от грунтовых вод точно так же, как поверхностных вод .

Под нашими ногами текут реки… миф?

Вы когда-нибудь слышали, что есть реки с водой, текущие под землей? Как вы думаете, это правда? На самом деле, это в значительной степени миф. Несмотря на то, что есть пещеры, лава и ледяные трубы, а также горизонтальные источники, которые могут переносить воду, подавляющее большинство подземных вод занимает пространства между камнями и подземным материалом. Обычно подземная вода больше похожа на воду в губке. Он занимает промежутки между частицами почвы и горной породы. На определенной глубине ниже поверхности земли пространство между почвой и частицами породы может быть полностью заполнено водой, в результате чего образуется водоносный горизонт , из которого грунтовые воды могут откачиваться и использоваться людьми.

Подземные водотоки

Подземные воды протекают под землей … с разной скоростью

Часть осадков , выпавших на сушу , проникает в землю , превращаясь в грунтовые воды. Если вода достигает уровня грунтовых вод (ниже которого почва насыщена), она может перемещаться как по вертикали, так и по горизонтали. Вода, движущаяся вниз, может также встречаться с более плотными и водостойкими непористыми породами и почвой, что заставляет ее течь более горизонтально, как правило, к ручьям, океану или глубже в землю.

Если подземные воды хотят быть достойным участником круговорота воды, они не могут быть полностью статичными и оставаться там, где они есть. Как показано на диаграмме, направление и скорость движения подземных вод определяется различными характеристиками водоносных горизонтов и ограничивающих слоев подземных пород (в которые вода с трудом проникает) в земле. Движение воды под землей зависит от проницаемости (насколько легко или трудно перемещаться воде) и от пористости (количества открытого пространства в материале) подземной породы.Если скала имеет характеристики, позволяющие воде относительно свободно перемещаться по ней, то грунтовые воды могут перемещаться на значительные расстояния за несколько дней. Но подземные воды также могут опускаться в глубокие водоносные горизонты, где требуется тысячи лет, чтобы вернуться в окружающую среду, или даже уходить в глубокое хранилище подземных вод , где они могут оставаться в течение гораздо более длительных периодов.

Иногда, когда копаешь яму … берегись!

Если водоносный горизонт находится под достаточным давлением, артезианская скважина , вскрывающая водоносный горизонт, может привести к выбросу воды под давлением над поверхностью земли.

Вода в бутылках — очень популярный напиток во всем мире. Иногда это происходит потому, что местная питьевая вода более низкого качества, а иногда просто для удобства. Некоторая вода в бутылках рекламируется как «вода из артезианских скважин». Действительно ли вода отличается от других грунтовых вод?

Артезианская скважина, Долина Сикамора, Миссури

Кредит: Джеймс Бон

Вода из артезианских скважин на самом деле не отличается от воды из неартезианских скважин, но выходит на поверхность по-другому.На диаграмме выше вы можете видеть, что в земле есть неограниченные и замкнутые водоносные горизонты. Ограничение воды в водоносном горизонте, которое может привести к давлению, определяет, является ли поступающая из него вода артезианской или нет. Скважины, пробуренные в замкнутых водоносных горизонтах, могут давать артезианскую воду.

• Неограниченные водоносные горизонты: В неограниченных водоносных горизонтах вода просто просочилась с поверхности и пропитала подземный материал. Если люди пробуривают скважину в неограниченном водоносном горизонте, они должны установить насос, чтобы вытолкнуть воду на поверхность.
• Замкнутые водоносные горизонты: Замкнутые водоносные горизонты имеют слои горных пород над и под ними, которые не очень проницаемы для воды. В водоносном горизонте может существовать естественное давление; давление, которого иногда может быть достаточно, чтобы вытолкнуть воду в колодец над поверхностью земли. Нет, не все замкнутые водоносные горизонты производят артезианскую воду, но, как показывает это изображение артезианской скважины в штате Миссури, США, артезианское давление может выталкивать воду на поверхность с большим давлением.

Итак, чем бутилированная артезианская колодезная вода отличается от другой колодезной воды? В основном, компания, которая разливает его по бутылкам, не должна тратить деньги на установку насоса в колодец.

Подземные воды и глобальное водораспределение

Как показывают эти диаграммы, даже несмотря на то, что количество воды, заключенной в грунтовых водах, составляет небольшой процент от всей земной воды , это составляет большой процент от общего количества пресной воды на Земле. Круговая диаграмма показывает, что около 1,7 процента всей воды Земли составляют грунтовые воды, а около 30,1 процента пресной воды на Земле приходится на подземные воды. Как показано на гистограмме, на Земле существует около 5 614 000 кубических миль ( ³ миль) или 23 400 000 кубических километров ( ³ км) подземных вод.Около 54 процентов являются солеными, а остальные 2 526 000 миль ³ (10 530 000 км ³ ), около 46 процентов, пресноводных .

Источник: Глейк П. Х., 1996: Водные ресурсы. В Энциклопедии климата и погоды, изд. С. Х. Шнайдер, Oxford University Press, Нью-Йорк, т. 2. С. 817-823.

Вы думаете, что знаете о грунтовых водах?
Пройдите наш тест «Подземные воды» верно / неверно , который является частью нашего Центра деятельности .

Источники и дополнительная информация:

_{Иконка викторины сделана mynamepong с сайта www.flaticon.com}

Stream Water Flow | Encyclopedia.com

Вода течет вниз из-за притяжения Земли (сила притяжения между двумя массами). Ручьи, как и реки, представляют собой движущиеся под действием силы тяжести тела движущихся поверхностных вод, которые отводят воду с континентов.Ученые-водологи, которых называют гидрологами, называют все водоемы ручьями, независимо от их размера, поэтому, в определенном смысле, реки — это большие, хорошо организованные ручьи). В повседневном общении ручьи принято называть меньшими, чем реки.

Ручьи переносят воду, выпадающую на сушу в виде осадков (дождь, снег, мокрый снег и град), в океаны. Ручьи, как и реки, постоянно меняют свое русло и длину. Поток проходит по определенному пути, называемому каналом.Вода, текущая в руслах ручьев, является мощным скульптором, который вырезает пейзажи и лепит отложения (частицы камня, песка и ила). Он изнашивает горные хребты и прорезает глубокие каньоны сквозь твердые скалы. Воды ручьев поддерживают живые сообщества растений и животных, и на протяжении тысячелетий они были источником жизненной силы человеческой цивилизации. Потоки формируют сушу, а также являются неотъемлемой частью гидрологического цикла (циркуляция воды на Земле и вокруг нее).

Эрозия и отложения

Ручьи являются основным фактором эрозии (износа) на суше.Вода в быстро движущихся ручьях обычно турбулентная. Текущая вода наполнена завихрениями и небольшими локализованными
водовороты бурлящей воды, называемые водоворотами. Турбулентная вода улавливает частицы отложений, которые выветрились из камня и почвы, и уносит их вниз по течению. (Выветривание — это разрушение горных пород физическими и химическими процессами, такими как воздействие воды, льда, химикатов и изменение температуры.) Быстрее движущаяся вода может переносить больше отложений в воде и может толкать более крупные камни. по дну канала.Некоторые горные ручьи перемещают огромные валуны, в то время как медленные равнинные (низкие и ровные) ручьи несут только мелкие зерна ила и ила. Зерна песка и более крупные фрагменты горных пород, которые скользят и подпрыгивают по руслам ручьев, изнашивают твердые породы. В прямом потоке самая быстрая вода и зона наибольшей эрозии обычно находится в середине русла. Там, где ручей изгибается, самое сильное течение (движущаяся масса воды) находится за пределами кривой.

Когда вода замедляется, она сбрасывает свои наносы, вызывая образование осадочных отложений вдоль течений ручьев в областях с медленно движущейся водой.Чем медленнее течение, тем мельче наносится осадок. В прямых руслах ручейная вода откладывает наносы по берегам ручья. В изгибах каналов внутри изгибов образуются осадочные отложения, называемые точечными стержнями. Отдельные зерна наносов перемещаются вниз по течению, как автостопщицы. Иногда зерна подхватываются сильным течением или наводнением, которые уносят их далеко вниз по течению, но обычно они не уходят очень далеко за одну поездку. Каждая песчинка на пляже проделала долгий путь с множеством остановок, прежде чем достигла океана.Будет ли двигаться отдельная крупинка отложений, зависит от скорости водных течений, которые меняются по мере изменения количества воды, проходящей через поток. По мере того, как потоки воды становятся быстрее, они могут перемещать более крупные зерна.

Водотоки также разрушают горные породы, растворяя минералы, в результате чего они разрушаются. Химическое выветривание, также называемое растворением, происходит, когда слабокислая вода химически изменяет минералы в горных породах, что приводит к их разрушению. Вода из чистого ручья несет в себе химические компоненты (части) минералов горных пород, называемые ионами (электрически заряженными).
частицы).Когда условия в воде меняются (вода замедляется или остывает), ионы рекомбинируют в твердые минеральные кристаллы. Эта форма осадочных отложений называется осадками. Известняк, соль и гипс образуются при осаждении из воды. Океанские животные, такие как кораллы и моллюски, поглощают ионы и используют их для создания своих раковин. Некоторые виды камней, в том числе мел и кремень (также известные как кремни), образуются из останков организмов.

Водопад Виктория — это завеса из бурлящей воды, где могучая река Замбези ниспадает с высоких скал в Центральной Африке, недалеко от границы между Замбией и Зимбабве.Это самый большой и, возможно, самый красивый водопад на Земле. (Водопад Анхель в Венесуэле — самый высокий водопад в мире.) Водопад Виктория — одно из семи чудес света природы. Путешественники отправляются туда, чтобы увидеть его невероятную стену из падающей воды и облака вздымающегося тумана, переливающегося радугами. Рев падающей воды можно услышать в 20 милях (32 км), а в тумане растет тропический лес, наполненный редкими растениями и животными.

Легендарный британский исследователь Дэвид Ливингстон (1813–1873) был первым европейцем, который в 1855 году увидел то, что местные жители назвали «гремящим дымом».В своем дневнике Ливингстон писал о водопаде: «Никто не может представить себе красоту этого вида из любого места, свидетелем которого является Англия … на такие прекрасные сцены, должно быть, смотрели ангелы в своем полете». Ливингстон назвал водопад в честь королевы Виктории.

Водопад Виктория — яркий пример силы текущей воды. Река Замбизи прорезала пропасть под водопадом, разрушив слабый слой породы. Утес за водопадом сложен из камня, который лучше выдерживает воздействие воды.Водопад Виктория движется вверх по течению, поскольку бурная бурная вода в его основании размывает основание утеса.

Все ручьи стремятся достичь постоянного уклона (наклона), называемого ступенчатым профилем, путем размыва и осаждения наносов. Профиль (вид сбоку) ступенчатого ручья (ручья с градиентным профилем) крутой около подъема и пологий около точки на конце, где поток вливает свою воду в более крупный водоем. Положение нижнего конца профиля
определяется уровнем воды на выходе, называемым базовым уровнем.Потоки не могут размываться ниже базового уровня. Почти все системы водотоков выходят к морю, поэтому уровень моря является конечным базовым уровнем для большинства водотоков.

Быстрые наводнения

Быстрые наводнения смертельны. Они могут произойти без предупреждения или без предупреждения после сильного дождя, разрушения плотины или дамбы (защитный барьер, построенный вдоль берегов ручья для предотвращения наводнения, часто сделанный из грязи), выброса бревна или ледяной заторы в реке. . Во многих отношениях внезапные наводнения похожи на все наводнения. Они случаются, когда вода переполняет русло ручья и попадает в обычно сухие места.Как и все наводнения, они часто наносят ущерб собственности, затопляют посевы и загрязняют питьевую воду. В отличие от других наводнений, внезапные наводнения достигают катастрофического уровня в течение нескольких часов или даже минут и оставляют людям мало шансов спастись от стремительной воды.

Интенсивные ливни, вызывающие внезапные наводнения, часто случаются на небольшой территории в пределах более крупной системы ручьев. Волна воды устремляется вниз через систему через районы, где не было дождя, вызывая внезапные наводнения, которые часто происходят при солнечном небе и в засушливых регионах.Внезапные наводнения представляют особую опасность для туристов и других людей в каньонах юго-запада Америки. Летние грозы могут временно превратить сухие каньоны с крутыми стенами на юго-западе пустыни в бушующие потоки. Стремительные воды паводка движутся вниз по течению так быстро, что пострадавшие в низовьях не получают предупреждения даже с помощью современных систем связи. Внезапные наводнения убивают больше людей, чем любые другие погодные явления в Соединенных Штатах.

Условия постоянно меняются во всех потоках, и продолжается процесс корректировки за счет эрозии и отложений.По мере изменения условий на своем течении поток будет корректировать свой профиль, размывая отложения в одних местах и ​​откладывая их в других. Если базовый уровень падает, потоки воды врезаются в поверхность земли. Если он поднимается, они откладывают больше осадка. Если движения нижележащих плит земной коры поднимаются (геологическое поднятие), чтобы сделать верхнюю часть потока круче, она разрушится, чтобы восстановить свой ступенчатый профиль. Потоки также пытаются устранить препятствия на своем пути. Они работают, чтобы снести плотины, как естественные, так и искусственные, путем эрозии и заполнения водохранилища за ними отложениями.Озера, таким образом, являются лишь временным признаком
системы ручьев и плотины прерывают естественный поток воды в ручьях.

Лори Дункан, Ph.D.

Дополнительная информация

Книги

Press, Фрэнк и Раймонд Сивер. «Потоки, транспорт к океанам». В Понимание Земли. Нью-Йорк: W. H. Freeman and Company, 2003.

Веб-сайты

«Быстрое наводнение!» Погода в погодном кооперативе Центральной Айовы Глаз. http://weathereye.kgan.com/cadet/flood/ (по состоянию на 16 августа 2004 г.).

«Внезапные наводнения… Устрашающая сила! Руководство по готовности». Национальная метеорологическая служба NOAA. http://www.nws.noaa.gov/om/brochures/ffbro.htm (по состоянию на 16 августа 2004 г.).

«Водопад Виктория». Национальный совет по туризму Замбии. http://www.zambiatourism.com/travel/places/victoria.htm (по состоянию на 16 августа 2004 г.).

Может ли вода естественным образом течь в гору?

Земное притяжение велико, но может ли вода естественным образом идти против нее и течь вверх по холму?

Ответ положительный, если параметры верны.Например, волна на пляже может подниматься в гору, даже если это всего лишь мгновение. Вода в сифоне тоже может течь в гору, как и лужа воды, если она поднимается по смоченному в нее сухому бумажному полотенцу.

Еще более любопытно то, что в Антарктиде есть река, которая течет в гору под одним из ее ледниковых щитов. Итак, как наука объясняет эти восходящие водянистые движения? [Откуда взялась вода на Земле?]

Волны и сифоны

Волны (приводимые в движение ветром), приливы (в основном вызываемые гравитационными силами Луны) и цунами (часто вызываемые землетрясениями и подводными оползнями или вулканами) могут вызывать повышение уровня воды в воде. идти против силы тяжести.Энергия и силы, создаваемые этими природными явлениями, могут толкать воду вверх, позволяя ей естественным образом подниматься в волну или подниматься вверх по береговой линии.

Сифон действует при разном давлении. Люди использовали сифоны с древних времен; Согласно исследованию, опубликованному в 2014 году в журнале Scientific Reports, древние египтяне использовали сифоны для орошения и виноделия. В наши дни воры могут использовать сифоны для кражи бензина из автомобилей. Однако до сих пор ведутся споры о том, как работают сифоны.

Вы можете представить себе сифон, представив две чашки, соединенные трубкой в ​​форме перевернутой буквы «U». Чашка, наполненная водой, стоит на лестнице, а под ней — пустая чашка. Если экспериментатор помещает один конец трубки в чашку, наполненную водой, и высасывает из нее воздух, как если бы вы использовали трубочку, это позволит воде течь в трубку.

Сифон создается, когда вода течет вверх по одной стороне трубки и опускается по другой в пустую чашку.

Сифоны также работают в вакууме, так что атмосферное давление не играет роли, согласно исследованию 2011 года, опубликованному в Journal of Chemical Education.Согласно исследованию 2015 года, опубликованному в журнале Scientific Reports, скорее всего, вовлечены гравитация и молекулярная когезия.

Сила тяжести ускоряет воду через «нижнюю» часть трубки в нижнюю чашу. Поскольку вода имеет сильные когезионные связи, эти молекулы воды могут тянуть воду за собой через верхнюю часть трубы, согласно Вондрополису, сайту, где ежедневно получают ответы на вопросы.

Однако многие жидкости, которые не имеют прочных когезионных связей, все еще работают в сифонах, поэтому неясно, как именно сифоны работают в разных случаях, согласно Вондрополису.

Капиллярное действие

А как насчет примера с бумажным полотенцем? Это действие, называемое капиллярным действием, позволяет небольшим объемам воды течь вверх против силы тяжести, пока вода течет через узкие и небольшие пространства.

По данным Геологической службы США, этот восходящий поток возникает, когда адгезия жидкости к стенкам материала, такого как бумажное полотенце, сильнее, чем силы сцепления между его молекулами жидкости.

В растениях молекулы воды втягиваются в капилляры, называемые ксилемой, помогая растениям втягивать воду из почвы, сообщает USGS.[Деревья вегетарианские?]

Река Антарктиды

По словам Робина Белла, профессора геофизики обсерватории Земли Ламонт-Доэрти в Нью-Йорке, под одним из ледяных щитов Антарктиды течет река.

Подо льдом континента находятся Гамбурцевские горы, массивная гряда с пиками и долинами примерно такого же размера, как европейские Альпы, сказала она. «В долинах есть вода», — сказал Белл Live Science. «Мы можем это сказать, потому что, когда мы пролетаем над ним, эхо от радара [проникающего через лед] намного сильнее.«

Интересно, что исследователи могут сказать, что река течет в обратном направлении, потому что лед на ее вершине выровнен против направления ледяного потока, как сообщала ранее Live Science. Это выравнивание и огромное давление ледяного щита над ним толкают «вода поднимается вверх, — сказал Белл. .

Есть и другие случаи, когда вода естественным образом текла в гору. Например, землетрясение магнитудой 8,0 так сильно потрясло юго-восток штата Миссури, что река Миссисипи временно потекла вспять, как ранее сообщала Live Science. Кроме того, исследование 2006 года, опубликованное в журнале Physical Review Letters, показало, что небольшое количество воды, нанесенное на горячую поверхность — например, на сковородку, — может «взбираться» по крошечной лестнице, сделанной из пара, если вода достаточно горячая, сообщает Live Science сообщил.

Оригинальная статья о Live Science.

Типы водных потоков

Гидрологический цикл — это постоянная циркуляция земной воды через осадки, испарение и транспирацию (выброс воды в атмосферу растениями). Это непрерывный обмен водой между атмосферой, сушей и океаном. Проточная вода является наиболее активным агентом изменения ландшафта на поверхности земли. Водные пути размывают, переносят и откладывают породы и наносы, создавая формы рельефа, такие как каньоны, долины, дельты, конусы выноса и поймы.

Потоки (любой поток воды в естественном русле независимо от размера) являются наиболее важными видами руслового потока , влияющими на ландшафты. ручья. Истоки — это место, откуда ручей берет свое начало, обычно на возвышенностях гористой местности. Ручей течет вниз и через более низкие возвышения к своей конечной точке, где впадает в другой ручей, озеро или океан. Этот конец называется устьем ручья.

Ручей часто образуется с обеих сторон плоской поймой , которая образуется, когда периодические наводнения осаждают грязь и ил на обширных низменных территориях. Переполнение происходит, когда поток потока увеличивается и превышает пропускную способность канала потока . Вода иногда перемещается по суше во время сильных штормов в виде листового белья , тонкого слоя безводной воды. Мытье листов обычно происходит в засушливом климате или там, где земля насыщена и не может принимать больше воды.В конце концов, поток листового металла образует небольшие каналы, называемые ручьями ; ручьев соединяются, образуя более крупные временные потоки.

Около 80 процентов всех осадков замачиваются в земле и становятся грунтовыми водами или поглощаются растениями и возвращаются в атмосферу через транспирацию. Очень сильные осадки за короткие периоды вызывают внезапных наводнений. Наводнение является результатом насыщения почвы и невозможности впитывать больше воды или воды, идущей слишком быстро, чтобы полностью погрузиться в землю.Внезапные наводнения распространены на юго-западе США, где местность сухая, каменистая и редко засажена растительностью.

Водосборный бассейн — это участок суши, который подает воду в ручей и его притоки (меньшие ручьи, впадающие в него). Размер водосборного бассейна зависит от размера ручья — большие речные системы имеют водосборные бассейны, которые покрывают тысячи квадратных миль. С другой стороны, небольшой приток реки Миссисипи может иметь водосборный бассейн всего в несколько квадратных миль.

Линия наивысшей отметки, отделяющая один водосборный бассейн от другого, называется водоразделом . Континентальный водораздел — это линия с севера на юг на западе США и Канады, которая отделяет реки, впадающие в Тихий океан, от потоков, впадающих в Атлантический океан или Мексиканский залив.

Двигайтесь с потоком — Scientific American

Ключевые концепции
Физика
Жидкости
Поток
Процесс

Введение
Вы когда-нибудь задумывались, почему мы выполняем задачи именно так? Очень часто мы учимся, копируя кого-то, и никогда не останавливаемся, чтобы спросить, есть ли более эффективный или простой способ что-то сделать.Это упражнение посвящено сложной задаче выливания из полной емкости. Может быть более простой способ сделать это?

Фон
Почти все вокруг нас представляет собой твердое тело (например, деревянный брусок), жидкость (например, воду, которую вы пьете) или газ (например, воздух, которым вы дышите). Все они состоят из крошечных частиц, но сила, с которой они соединяются друг с другом, различается. В твердых телах эти частицы крепко держатся друг за друга. Для жидкостей и газов эти частицы могут течь друг над другом или рядом друг с другом.Вот почему жидкости и газы также называют жидкостями: потому что они могут течь. Этот поток может быть плавным, хаотичным или чем-то средним. Плавное течение называется ламинарным, а противоположное — турбулентным.

Когда вы выливаете жидкость из контейнера, вы удаляете частицы из этого контейнера, оставляя место позади. В результате может произойти одно из двух: контейнер может схлопнуться и стать меньше, или другая жидкость может устремиться внутрь и заполнить пустоту. Это происходит потому, что крошечные частицы, составляющие жидкость, прижимаются ко всему, что их окружает.Пока частицы внутри контейнера давят примерно так же сильно, как частицы снаружи, контейнер будет сохранять свою форму. Если жидкость вытекает, на внутреннюю часть контейнера оказывается давление гораздо меньшего количества частиц, в то время как давление снаружи остается постоянным. В результате контейнер может рухнуть.

В других случаях другая жидкость врывается внутрь, заполняет пространство и помогает прижиматься к внутренним стенкам, так что внутреннее и внешнее давление снова выравнивается. В этом упражнении исследуются различные способы протекания жидкости, когда вы наливаете воду, и то, как это может повлиять на поток.

Материалы

• Пустая прямоугольная коробка для супа или молока (например, длительного хранения соевого молока) с носиком сверху
• Вода
• Маркер
• Стакан или чашка для заливки
• Бумажные полотенца или тряпка (для просушки пятен)
• Рабочее место, устойчивое к разливу воды
• Бумага и ручка (дополнительно)

Подготовка

• Коробка имеет шесть сторон: одна сверху с носиком, одна снизу и четыре боковые панели, соединяющие верх и низ.Напишите букву A на боковой панели, наиболее удаленной от носика. Обойдите коробку, напишите на следующей боковой панели букву B, затем C и, наконец, D.

Процедура

• Наполните контейнер водой. Уровень воды должен быть примерно на полдюйма от верха.
• Достаточно быстро налейте немного воды из коробки в стакан, как обычно. Обращать внимание. За какую боковую панель вы держитесь во время заливки? Поток быстрый или медленный? Вода течет плавно? Как думаете, есть еще способы заливки? Если да, будут ли они работать лучше или хуже?
• Если вы наливали довольно медленно, повторите предыдущие шаги, но наливайте быстрее, и посмотрите, как это изменит ход воды.
• Опорожните стакан и налейте еще воды в коробку, чтобы она была наполнена до того же уровня, что и раньше.
• Достаточно быстро налейте немного воды в стакан, но на этот раз держите коробку за другую боковую панель. Это легче или сложнее по сравнению с тем, как вы это обычно делаете? Как течет вода, когда вы делаете это таким образом?
• Повторите еще два раза, каждый раз придерживая коробку за другую боковую панель. Оцените способы литья воды от наиболее к наименее предпочтительным и от ламинарного (или плавного) потока воды к турбулентному (или хаотическому).Если у вас есть бумага и ручка, запишите свой рейтинг.
• Повторите все упражнение еще два раза. Обратите внимание на то, насколько вы наклоните контейнер, прежде чем выльется вода, и полностью ли покрыт носик водой. Получаете ли вы каждый раз один и тот же рейтинг?
• Можете ли вы объяснить, почему вода течет по-разному в зависимости от того, с какой стороны вы держите ящик, чтобы налить?
• Extra: Как вы думаете, ваши выводы все еще верны, если коробка наполовину полна или почти пуста? Почему? Попробуйте и убедитесь, что ваш прогноз верен!
• Extra: Проверьте, совпадают ли ваши результаты, если вы наливаете очень медленно.
• Экстра: Повторите упражнение, проделав отверстие в верхней панели коробки. Продолжайте выливать из носика. Как это изменит ваш рейтинг? Это облегчило заливку? Почему?
• Дополнительно: Попробуйте разные бутылки с водой. У некоторых наблюдается турбулентный поток, когда вода льется быстро? У некоторых бутылок с водой есть небольшое отверстие возле носика в крышке — почему это должно быть? Почему из этого маленького отверстия не вытекает жидкость?

Наблюдения и результаты
Вода текла наиболее гладко, когда вы держали коробку за боковую панель C? Был ли он наиболее бурным, когда ваша рука накрыла часть боковой панели A? Возможно, у вас даже появилось новое предпочтение.Предпочтения являются личным выбором и могут отличаться от человека к человеку. Законы физики, напротив, определяют, как течет вода.

Вы могли подумать, что ящик пуст, когда вылили всю воду, но это не так. Что-то еще заполнило коробку — чего-то, чего вы не видите: воздух. Если жидкость выльется, ее место займет другая жидкость, например, воздух, или емкость рухнет. Если вы не примете особых мер, пустое пространство, образовавшееся в результате выливания воды, не останется пустым долго! В вашем случае контейнер, вероятно, сохранил свою форму, и внутрь ворвался воздух.

Иногда воздух может поступать внутрь, а вода может выливаться одновременно. Эти два потока текут рядом друг с другом, что приводит к плавному или ламинарному потоку. Вы, вероятно, видели это, когда налили, взявшись за боковую панель C. Удерживая коробку с этой стороны, вы можете наклонить коробку достаточно далеко, прежде чем уровень воды достигнет носика. Это упрощает создание хорошей струи воды, не заполняя полностью отверстие носика, оставляя пространство для потока воздуха, в то время как вода выливается.

Когда вы наливали воду, удерживая боковую панель A, при гораздо меньшем наклоне коробки вода выливалась, но она почти мгновенно полностью закрывала носик, не оставляя места для входа воздуха.По мере того, как вода выливается, а заменить ее нечем, возникает дисбаланс давления. Если этот дисбаланс достаточно велик, поток воды может на мгновение остановиться, чтобы всосать воздух, что приведет к склеиванию воды. Каждый глоток сопровождается перерывом для прохождения воздуха. Это пример хаотичного или турбулентного потока воды, который намного сложнее контролировать.

Уборка
Вытрите рабочее место, очистите стекло и утилизируйте коробку, если можете.

Больше для изучения
Наука о разделении: всасывайте яичный желток, от Scientific American
Дикие ветры: турбулентное обтекание структур, от Scientific American
Наука о разливе: могут ли твердые конфеты течь, как жидкости ?, от Scientific Американский
Научная деятельность для всех возрастов !, от друзей науки

Партнерство науки для природы и людей: влияние потока воды

Робин Абелл
Консервейшн Интернэшнл

Кари Вигерстол
Охрана природы

Адриан Фогл
Проект природного капитала и Группа Всемирного банка

Карлос Агилар
Католическая служба помощи

Newsha Ajami
Стэнфордский университет

Крейг Битти
Всемирный фонд дикой природы

Вивьен Боннесор
Condesan

Кейт Брауман
Миннесотский университет

Грегг Брилл
Тихоокеанский институт

Воутер Байтаерт
Имперский колледж

Ян Кассин
ForestTrends

Джеймс Деннеди-Франк
Национальная лаборатория Лоуренса Беркли

Даниэла Джардина
Oxfam

Лисса Глазго
Global Impact Investing Network

Том Глисон
Университет Виктории

Тед Грэнтэм
Калифорнийский университет, Беркли

Пол Хикс
Католическая служба помощи

Астрид Хиллерс
Глобальный экологический фонд

Stan Kang
The Nature Conservancy

Венди Ларсон
LimnoTech

Джон Мэтьюз
Альянс за глобальную адаптацию водных ресурсов

Нил Макинтайр
Квинслендский университет

Робин Миллер
Церера

Кейт Моран
WaterNow Alliance

Сидней Мосс
Проект природного капитала и Стэнфордский университет

Рауль Муньос
Межамериканский банк развития

Вирджиния Ньютон-Льюис
WaterAID

Сюзанна Озмент
Институт мировых ресурсов

Роберт Сталлард
U.