Nauka To Lubię

Oficjalna strona Tomasza Rożka

Tag: temperatura

Bombardowanie z kosmosu

Małe asteroidy o średnicy około 1 metra wpadają w naszą atmosferę zadziwiająco często. NASA właśnie opublikowała raport dotyczący „bombardowania Ziemi” w latach 1994 – 2013.

Jednometrowe obiekty wpadają w atmosferę średnio co dwa tygodnie! Mniejszych obiektów nawet nie sposób policzyć. Miejsca w których dochodzi do kolizji są rozrzucone mniej więcej równomiernie po całej planecie. Z trwających 20 lat badań wynika, że w tym czasie zarejestrowano przynajmniej 556 przypadków bolidów, czyli dużych obiektów kosmicznych w atmosferze. Ich energia wynosi czasami setki miliardów dżuli. Jednym z nielicznych – w ostatnich latach – takich przypadków o którym mamy świadomość był meteor czelabiński, który w połowie lutego 2013 roku wywołał panikę nie tylko w Czelabińsku na Syberii. Jego energia wynosiła mniej więcej tyle ile energia pół miliona ton trotylu.

Meteor czelabiński zanim wszedł w ziemską atmosferę miał wielkość około 20 metrów. Rosnąca gęstość gazowej powłoczki Ziemi spowodowała jednak, że obiekt rozpadł się na mniejsze. To samo dzieje się z większością obiektów o średnicy około metra. Choć ich resztki nie „spalają” się w atmosferze całkowicie, zwykle nie są groźne dla ludzi. A wracając do wydarzenia z Czelabińska. Nawet eksperci uważali wtedy, że częstotliwość takich zdarzeń jest niewielka. Tymczasem okazuje się, że jest inaczej. Z danych NASA wynika, że obiekt podobny do czelabińskiego wchodzi w naszą atmosferę co kilka (a nie kilka tysięcy) lat. Obiekt wielkości boiska sportowego wchodzi w atmosferę średnio raz na 5000 lat. Obiekty wielkości samochodu osobowego „nawiedzają nas” średnio raz w roku. Obiekty mniejsze, o średnicy rzędu jednego metra wpadają średnio co dwa tygodnie. Te mniejsze, jeszcze częściej. Na powierzchnię Ziemi każdej doby spada ponad 100 ton kosmicznej materii. To, że mniejsze obiekty nie docierają do powierzchni planety to jasne. Ziemska atmosfera działa jak mechanizm hamujący. Ogromna energia kosmicznego obiektu jest „wytracana” ale nie znika, tylko zamieniana jest na ciepło, na ogrzewanie obiektu, a ten albo rozpada się na drobny maczek, albo po prostu topi się i wyparowuje. To dotyczy także obiektów dużych, tych metrowych. Przeważająca większość z nich rozpada się w górnych warstwach atmosfery pod wpływem dużej zmiany ciśnienia przy wchodzeniu atmosfery. Mniejsze obiekty albo topią się, albo spadają jako niegroźnie małe. Poza tym, 2/3 powierzchni planety pokryta jest oceanami, a całkiem spora pustyniami i lasami, w skrócie tereny niezamieszkałe stanowią dużą większość  obszarów Ziemi. Jakiekolwiek uderzenie pozostaje tam niezauważone.

Obiekty wielkości ziarenka piasku, o ile wejdą w ziemską atmosferę w nocy, są łatwo zauważalne nawet gołym okiem. Większe to tzw. bolidy, świecą jaśniej niż Wenus. Co ciekawe, to świecenie nie wynika z tarcia obiektu kosmicznego o cząsteczki gazów w atmosferze, tylko z silnego sprężenia powietrza przed czołem bolidu. Ogromny wzrost ciśnienia powoduje podniesienie temperatury nie tylko obiektu, ale także gazu. I to świecący gaz, a nie meteor jest tym co widać w nocy. Bolid czy meteor nagrzewa się do temperatury kilku tysięcy stopni Celsjusza. Szybkiej zmianie ciśnienia często towarzyszy także grom dźwiękowy.

NASA od wielu już lat obserwuje obiekty, które potencjalnie mogą zagrozić Ziemi (to tzw. NEO – Near Earth Object). Jako takie definiuje się te, które znajdują się w odległości mniejszej niż 50 milionów kilometrów od orbity Ziemi.Dla porównania średnia odległość Ziemia – Słońce wynosi około 150 mln kilometrów, a średnia odległość Ziemia Księżyc około 350 tys. kilometrów.

W obszarze szczególnego zainteresowania obserwatorów z NASA, tylko obiektów o średnicy 1km lub większej znajduje się około tysiąca. Ponad 950 z nich jest przez agencję (w ramach programu NEO) obserwowana. W najbliższym sąsiedztwie Ziemi ilość obiektów, których średnica wynosi 150 metrów i więcej, szacuje się na około 25 tysięcy, z czego ponad 22 tys. jest pod obserwacją.

 

Lista potencjalnie groźnych obiektów:

http://neo.jpl.nasa.gov/risks/

Więcej informacji:

http://science.nasa.gov/planetary-science/near-earth-objects/

 

 

Brak komentarzy do Bombardowanie z kosmosu

Tajemnica zamarzniętego człowieka

Żył ponad 5300 lat temu, a wiemy o nim więcej… niż o niejednym sąsiedzie. Kim był, gdzie się urodził, co jadał i czym się zajmował Oetzi, człowiek, którego zwłoki znaleziono ponad 20 lat temu?

Może był szpiegiem, który chciał niepostrzeżenie przedostać się z terytorium dzisiejszych Włoch do Austrii. Może turystą, albo pasterzem czy myśliwym, który zagubił drogę. W końcu mógł przechodzić przez góry w interesach. Poza tym o człowieku z Alp wiadomo całkiem sporo. Gdzie i co jadł w czasie swojego ostatniego posiłku, jak wyglądał przed śmiercią i jakie miał przy sobie przedmioty. Wiadomo ile miał lat, skąd pochodził i co miał na sobie w chwili śmierci. Co prawda mordercy nie znaleziono do dzisiaj, ale wiele wskazuje na to, że był nim ktoś, kogo denat znał. Acha, zapomniałem dodać. Zwłoki z Alp mają ponad 5 300 lat!

W 1991 roku grupa niemieckich alpinistów zauważyła ciało leżące w kałuży topniejącego lodowca. W pierwszym odruchu turyści pomyśleli, że znaleźli współczesnego alpinistę, który uległ wypadkowi w czasie wspinaczki. Szybko okazało się jednak, że to nieprawda, bo przy trupie znaleziono łuk, strzały i miedziany toporek. Nieboszczyka znaleziono w alpejskiej Dolinie Oetz, na granicy Austrii i Włoch, stąd postanowiono go nazwać Oetzi. Miał na sobie bardzo dobrze zachowane skórzane spodnie i zrobione z traw nakrycie głowy. Z badań wynika, że gdy umierał miał 46 lat i mierzył około 160 cm wzrostu. Już w czasie pierwszych oględzin zwłok naukowcy zauważyli, że Oetzi miał reumatyzm i cierpiał na infekcję jelit pasożytem – włosogłówką. A to dopiero był sam początek odkryć.

Wiemy gdzie mieszkał

Oetzi urodził się i mieszkał na terenie dzisiejszych Włoch, całkiem niedaleko miejsca w którym znaleziono jego zwłoki. Skąd o tym wiadomo ? Z badań izotopowych, które przeprowadzili naukowcy z Włoch, USA i Szwajcarii. Niektóre atomy z których zbudowane są kości czy zęby, występują w przyrodzie w różnych odmianach. To tzw. izotopy. Te odmiany, w zależności od części świata pojawiają się w różnych proporcjach. W ten sposób, można określić skąd pochodziło jedzenie czy woda, którą spożywał Oetzi. I tak z analizy szkliwa zębów wynika, że pomiędzy 3 i 5 rokiem życia (wtedy formuje się szkliwo) Alpejczyk mieszkał od kilkunastu do kilkudziesięciu kilometrów na południe od miejsca w którym znaleziono jego zamarznięte ciało. Tylko tam występuje charakterystyczna proporcja pomiędzy izotopami tlenu i argonu. Z kolei analiza kości pozwala zrekonstruować jego dorosłe życie. Naukowcy są pewni, że Oetzi często zmieniał miejsce zamieszkania. Być może jego plemię było wędrowne, albo on sam był obieżyświatem. Mógł też być handlowcem albo szpiegiem. Nie ulega jednak wątpliwości, że śniadanie w dniu swojej śmierci jadł w pobliżu miejsca w którym przebywał jako dziecko. To wynika z analizy treści jelitowej. Może przed długą wędrówką, albo niebezpieczną misją odwiedził rodzinne strony ? Na pewno nie spotkał tam rodziców, bo Oetzi był bardzo wiekowy jak na swoje czasy. Jego rodzice na pewno już dawno nie żyli. Wydaje się, że Alpejczyk zajmował się – przynajmniej przez część swojego życia – wytapianiem miedzi. O tym świadczyć ma bardzo wysoki poziom izotopów miedzi i arszeniku w jego włosach.

Wiemy co jadł

Tak więc dzień w którym zginął, Oetzi rozpoczął od wystawnego, jak na swoje czasy, śniadania. Z analiz przeprowadzonych przez naukowców z Włoch i Australii wynika, że zjadł ziarna zboża (neolityczne płatki śniadaniowe ?), trochę warzyw i mięso koziorożca alpejskiego (gatunek ten już wyginął). Następnie przechodząc przez iglasty las najpewniej upolował jelenia. Co do drogi przez iglasty las naukowcy mają pewność, bo wskazują na to badania genetyczne resztek roślin jakie zjadł na drugie śniadanie. Najpewniej będąc już w drodze, podjadał to co znalazł w lesie. Skąd badacze wiedzą, że Oetzi upolował jelenia ? To spekulacje, ale faktem jest że mocno prawdopodobne. Mięso jelenia był bowiem głównym daniem na obiad Alpejczyka. Poza tym zjadł jeszcze trochę ziaren zbóż. Wędrówka i śmierć miała miejsce najpewniej w maju, bo na to wskazuje obecność w drogach oddechowych i systemie trawiennym pyłków chmielograbu wirginijskiego. To drzewo z rodziny brzozowatych kwitnie w Alpach pomiędzy kwietniem a czerwcem.

Wiemy jak zginął

Nie wiadomo czy jeszcze w lesie, czy po tym gdy już z niego wyszedł, Alpejczyka ktoś zaatakował. Nie wiadomo czy napastnik był jeden czy było ich kilku. Najpewniej wywiązała się walka w ręcz, bo na ciele Oetzi badacze znaleźli rany szarpane. Zaledwie kilka godzin przed śmiercią, ktoś zadał mu głęboką ranę prawego nadgarstka. Nic nie wskazuje na to, że była śmiertelna, ale na pewno była bardzo bolesna. Co do dalszego biegu wypadków nie ma całkowitej pewności, ale najpewniej Oetzi przegonił przeciwnika lub przeciwników. Z poważnie zranioną ręką Alpejczyk ruszył w dalszą drogę, ale przegrani mu nie odpuścili. Być może uciekli w kierunku doliny i zaczaili się poniżej. Zaatakowali po jakimś czasie ponownie. Tym razem postanowili jednak nie wdawać się w bójkę, tylko strzelili do Alpejczyka z łuku. Badacze mają pewność, że ten nie mógł wiedzieć o ataku, bo napastnicy strzelili mu w plecy.  Świadczą o tym dokładne analizy naukowców ze Szwajcarii i Włoch. Użyli oni specjalnie skonstruowanego tomografu komputerowego, który pozwolił skanować ciało Oetzi, bez rozmrażania go. Dodatkowo obrazy w ten sposób uzyskane nałożyli na zrobione inną techniką zdjęcia w promieniach X. Nie ma wątpliwości, że strzała wbiła się poniżej obojczyka i rozerwała tętnicę szyjną. Krwotok musiał być bardzo gwałtowny. Uczeni podkreślają, że Alpejczyk mimo trudnego do opisania bólu próbował usunąć wbitą w plecy strzałę. Prawdopodobnie tym tylko przyspieszył swoją śmierć. Rana którą zadali mu przeciwnicy była śmiertelna i nawet gdyby znalazł się w pobliżu ktoś gotowy do pomocy, nic nie mógłby zrobić. Zaangażowani w badania lekarze ocenili, że nawet dzisiaj jego szanse przeżycia, do czasu dowiezienia do szpitala i przejścia operacji, nie przekraczałaby 40%.

Wiemy kto zaatakował

Oetzi w wyniku wstrząsu najpewniej doznał rozległego zawału serca. Zmarł krótko potem z powodu wykrwawienia. Słabnąc spadł w dół w miejsce w którym go znaleziono. To zgadza się z innymi analizami, które mówią, że śmiertelna strzała została wystrzelona od dołu. Łucznik albo klęczał, albo – co bardziej prawdopodobne – znajdował się na zboczu wzniesienia niżej niż jego ofiara. Nie mógł być jednak daleko, bo strzała poruszała się z dużą prędkością gdy weszła w ciało Alpejczyka. Badacze zauważyli ogromny zakrzep jaki powstał w wyniku wewnętrznego krwotoku. Kim był lub byli przeciwnicy ? Naukowcy są przekonani, że Oetzi znał swoich oprawców, bo na to wskazuje znajdujący się pod jego obojczykiem 2 cm kamienny grot strzały, która go zabiła. Wg profesora Annaluisa Pedrotti z Uniwersytetu w Trento we Włoszech kształt grota wskazuje na dokładne miejsce jego produkcji. A więc najpewniej i miejsca w którym żył łucznik. – Tego typu groty był robione tylko w południowej części Alp, właśnie tam gdzie mieszkał Oetzi. Groty pochodzące z północnej części masywu, mają bardziej płaskie ostrza – powiedział prof. Pedrotti.

Dzięki badaniom udało się dowiedzieć całkiem sporo na temat człowieka, który żył i który umarł ponad 3300 lat przed naszą erą. Każde nowe odkrycie oznacza poznanie kolejnego fragmentu życia Oetziego, a przez to czasów w których żył. Wg. panującego jeszcze niedawno przekonania, Oetzi nie miał prawa mieć metalowego toporka. Badacze myśleli, że metalowe narzędzie pojawiły się dopiero tysiąc lat później. Takich niespodzianek Oetzi dostarczył badaczom więcej. I jeszcze pewnie niejednej dostarczy, bo nikt nawet nie myśli by przestać badać najstarszego znanego alpinistę. W końcu ktoś może pozna odpowiedź na pytanie, co on robił tak wysoko w górach. Dolina Oetz leży na wysokości 3 tyś m n.p.m.

 

Tekst ukazał się w tygodniku Gość Niedzielny

 

 

4 komentarze do Tajemnica zamarzniętego człowieka

Przekręt na czasie

Zmiana czasu na którą godzimy się dwa razy w roku nie ma żadnego sensu. Miała sens może dwieście lat temu. Dzisiaj powoduje straty, zamieszanie i uszczerbek na zdrowiu. Danych o oszczędnościach jakie mają wynikać ze zmiany czasu nie ma. Są niepewne oszacowania, które twierdzą że zmiana czasu… powoduje finansowe straty.

Podobno na zmianę czasu z zimowego na letni wpadł autor konstytucji USA Benjamin Franklin. Gdy był ambasadorem w Paryżu zauważył, że z powodu niedostosowanej do pory dnia godziny, wszyscy śpią choć słońce było wysoko, wieczorem zaś pracują oświetlając pomieszczenia świecami. Franklin był nie tylko politykiem i dyplomatą, ale także naukowcem i wynalazcą. Choć nie do końca wiadomo jak, obliczył, że gdyby przesuwać czas na wiosnę „do przodu” a jesienią „do tyłu” można by w samym tylko Paryżu zaoszczędzić 30 mln kilogramów wosku rocznie. Wosku z którego robiono świecie. Pomysł Franklina był jak najbardziej – na tamte czasy – logiczny. Ludzie używali świec, bo funkcjonowali, pracowali, bawili się czy uczyli po zachodzie słońca. Gdyby więc przesunąć godziny wstawania, a co się z tym wiąże także zasypiania, świece nie byłyby w takich ilościach potrzebne.

Raz jest, a raz go nie ma

Pomysł Franklina – po latach – został podchwycony. Pierwsi którzy go zrealizowali byli Niemcy. To były trudne czasy, I Wojna Światowa, kryzys i braki w energii, która była potrzebna do produkcji broni i amunicji. W 1916 roku po raz pierwszy w Niemczech przesunięto czas. Obywatele ogarniętego wojną kraju mieli wcześniej chodzić spać, po to by nie oświetlać swoich mieszkań po zmroku. Chwile później zmianę czasu wprowadziły inne kraje europejskie. Argumenty o oszczędnościach nie przekonały wszystkich. Mówiono o zamieszaniu w rozkładach jazdy i o tym, ze jest całkiem spora grupa zawodów które wykonywać trzeba niezależnie od umownie ustalonej godziny. Tarcia pomiędzy przeciwnikami i zwolennikami zmiany czasu były tak duże, ze w wielu krajach czasowo rezygnowano z regulacji zegarków, po to by po kilku latach do pomysłu wrócić. Tak było także w Polsce. U nas po raz pierwszy przestawiono czas w okresie międzywojennym. Później ze sprawy zrezygnowano. Czas zimowy i czas letni przywrócono pod koniec lat 40tych, a później znowu z niego zrezygnowano (na prawie 10 lat). W 1957 roku zmianę czasu wprowadzono, ale w 1965 roku znowu zarzucono. Na stałe Polska jest krajem „dwuczasowym” od 1976 roku.

Danych o oszczędnościach jakie mają wynikać ze zmiany czasu, praktycznie nie ma. Są niepewne oszacowania, które na dodatek nie są wcale jednoznaczne. Oszczędność energii da się policzyć (choć nie jest to takie proste, bo w zimie i w lecie są przecież inne warunki i nie da się tych dwóch okresów bezkrytycznie przyrównać), ale jak oszacować zamieszanie związane z przestawianiem wskazówek? Pomińmy na razie to ostatnie. A pozostańmy na samych oszczędnościach energii. Jeden z nielicznych raportów na ten temat wydał ponad 30 lat temu Amerykański Departament Energii (ADE). Z jego obliczeń wynika, że zmiana czasu rzeczywiście oznacza mniejszą konsumpcję prądu. O cały 1 proc i to na dodatek tylko przez dwa miesiące, marzec i kwiecień. Później dzień jest tak długi, że dodatkowa godzina nie wpływa na mniejsze zużycie prądu. Wyniki raportu ADE podważały poważne instytucje naukowe. Uważały, ze rachunki były błędne, a o żadnych oszczędnościach nie ma mowy. Argumentowano, że każdego roku rośnie zapotrzebowanie na energię elektryczną, a tego ADE nie wziął pod uwagę w obliczeniach. To był rok 1976. Jeżeli już wtedy wyniki analiz nie były jednoznaczne, co dopiero teraz.

Oszczędności brak

Od czasów Franklina, od czasów I Wojny Światowej, ba nawet od czasów kiedy opublikowano raport Amerykańskiego Departamentu Energii, bardzo dużo się zmieniło. I tutaj dochodzimy do sedna problemu. Zmiany godziny mogą wpłynąć na oszczędność energii, ale tylko tej którą zużywa się na oświetlenie pomieszczeń. I to pomieszczeń prywatnych. Toster, czajnik bezprzewodowy czy bojler, niezależnie od godziny zużywają przecież tyle samo energii. A żelazka, pralki, komputery? Można kręcić wskazówkami do oporu, a ilość zużywanej przez te sprzęty energii i tak nie ulegnie zmianie. To samo dotyczy zresztą oświetlenia ulic (a to pobiera znacznie więcej prądu niż oświetlenie mieszkań prywatnych), które działa od zmierzchu do świtu, niezależnie od tego o której godzinie zaczyna się świt. Dzisiaj oświetlenie pomieszczeń „pożera” mniej niż 1 proc prądu który produkują elektrownie. Co więcej, choć prądu w ogóle zużywamy coraz więcej, na oświetlenie mieszkań i domów potrzebujemy go coraz mniej. Głównie dlatego, że coraz częściej korzystamy z energooszczędnych źródeł światła. A wiec co konsumuje coraz więcej? Podnosimy swój standard życia. Coraz częściej kupujemy klimatyzatory, większe lodówki, elektryczne systemy grzewcze czy sprzęty kuchenne. Nowoczesne telewizory (wielkości okna) konsumują więcej energii niż starsze ich typy. To wszystko zużywa znacznie więcej energii niż oświetlenie, a równocześnie korzystamy z tego niezależnie od wskazywanej przez zegarki godziny. Najwięcej prądu potrzebują fabryki (przemysł), transport czy kopalnie. Przestawianie wskazówek nic tutaj nie zmieni.

Rolnicy liczą straty

Jedną z najdłużej opierających się zmianie czasu grup zawodowych byli rolnicy. Dla nich ważny jest jasny poranek a nie długi wieczór. Zwierzęta nie przestawiają przecież zegarków. W USA, gdzie rząd w Waszyngtonie nie ingeruje zbyt mocno w życie obywateli, w stanach rolniczych (m.in. Arizona i Indiana) wciąż są hrabstwa, które czasu nie przestawiają. Choć powoduje to gigantyczne zamieszanie, wola obywateli jest tam świętością. W 2006 roku kilka hrabstw w Indianie zdecydowało się jednak dostosować. Dla naukowców to była idealna okazja by sprawdzić jak to z tymi oszczędnościami energii elektrycznej jest. Obszar na którym zdecydowano się po raz pierwszy zmienić czas na letni nie był duży, więc badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego mogli sobie pozwolić na prześledzenie rachunków za energię elektryczną każdego domostwa. I co się okazało? Nie było żadnego zysku, tylko spora strata. W sumie na stosunkowo niewielkim terenie rachunki za prąd wzrosły o prawie 9 mln dolarów. Skonsumowano do 4 proc więcej energii niż przed zmianą czasu. To nielogiczne ! Skąd się wzięły te procenty? Naukowcy zauważyli, że istotnie nieco spadła ilość energii używanej do oświetlenia domów. Równocześnie znacznie zwiększyła się ilość energii zużywanej przez klimatyzatory i ogrzewanie. To ostanie włączano, bo wcześniejszym rankiem niektórym w mieszkaniach było za zimno. Gdy wieczorem trzeba było się wcześniej kłaść spać, okazywało się, że niektóre mieszkania są zbyt nagrzane po ciepłym dniu i do komfortowego snu, trzeba je nieco schłodzić.

Dzisiaj jedynym bezdyskusyjnym zyskiem z przesuwania czasu jest bezpieczeństwo na drogach. Dzięki temu, że po południu, w czasie powrotów z pracy jest wciąż jasno, zdarza się mniej wypadków. Szczególnie tych z udziałem pieszych. Zresztą ten argument (a nie oszczędność prądu) przekonał brytyjskich parlamentarzystów na początku XX wieku do zgody na zmianę czasu. Bezpieczniej na drogach jest jednak nie przez cały okres obowiązywania czasu letniego, ale tylko w pierwszych jego miesiącach.

 

O czasie słów kilka 🙂 :

 

 

Kiedy zmieniamy?

W Unii Europejskiej (dyrektywa UE 2000/84/EC) czas zmienia się z zimowego na letni w ostatnią niedzielę marca, a letniego na zimowy w ostatnią niedzielę października. W marcu tracimy godzinę, a w październiku zyskujemy. Zmiany czasu nie dotyczą oczywiście rodziców małych dzieci. Te wstają przecież niezależnie od wskazówek zegara.

3 komentarze do Przekręt na czasie

Jesteśmy dziećmi gwiazd

My i całe nasze otoczenie, jesteśmy zbudowani z atomów różnych pierwiastków. Te pierwiastki – w przeważającej części – powstały we wnętrzu gwiazdy, która w naszej okolicy wszechświata kiedyś świeciła. Innymi słowy, jesteśmy zbudowani z popiołów gwiazd.

Najlżejsze atomy powstały zaraz po Wielkim Wybuchu. Te cięższe, powstają cały czas we wnętrzach świecących gwiazd. Atomy najcięższe powstają w czasie śmierci dużych słońc.

Na początku był…

Wielki Wybuch. To początek wszystkiego co fizyczne. Materii, czasu i przestrzeni. Nie ma sensu rozważać gdzie miał miejsce. Zdarzył się wszędzie równocześnie. Wtedy cała przestrzeń skupiona była w jednym punkcie, nie było nic na zewnątrz, nie było nic poza. Od tego momentu zaczął się także liczyć czas. Nie ma sensu rozważanie co było przed Wielkim Wybuchem, bo nie istniało … przed. Już kilkadziesiąt sekund po Wielkim Wybuchu z kwarków powstały protony i neutrony. Po kolejnych kilku minutach te cząstki wraz z elektronami (które nie składają się z kwarków) powstał wodór, jego cięższa odmiana – deuter oraz hel, lit i beryl. Z tej grupy najcięższy jest beryl. Składa się z 4 protonów i 5 neutronów w jądrze i 4 elektronów krążących wokoło. Powstawanie najlżejszych atomów trwało nie więcej niż kilkanaście minut. W bardzo szybko rozszerzającym się wszechświecie cięższe niż beryl pierwiastki nie miały szans powstać, bo energia za bardzo zdążyła się już rozproszyć.

Przez kolejnych kilkaset milionów lat, cała materia we wszechświecie była zbudowana z zaledwie kilku pierwiastków. Gdyby tak pozostało do dzisiaj, układ okresowy pierwiastków miałby zaledwie kilka pozycji.

I wtedy pojawiły się gwiazdy

Choć na początku swojego istnienia wszechświat był jednorodny, po jakimś czasie zaczęły w nim powstawać lokalne zagęszczenia. Te grawitacyjnie przyciągały swoje otoczenie. W środku tak zagęszczającej się materii rosło ciśnienie i temperatura. Im więcej materii się ze sobą zlepiało, tym większe ciśnienie (a więc i temperatura). Temperatura rosła aż do chwili gdy przyszła gwiazda „zapalała się”. Co to oznacza ? Gwiazdy czerpią energię z reakcji w której małe atomy łączą się w większe. Żeby jednak ta reakcja zastartowała, potrzeba bardzo wysokiej temperatury. Gdy ta została osiągnięta, gwiazda zaczynała świecić. Lekkie atomy łączyły się w cięższe, co dawało ogromną ilość energii. Ta energia daje gwiazdom życie, to dzięki niej gwiazdy świecą.

I tak, czasami przez miliardy lat lekkie atomy łączą się w gwiazdach w cięższe, te cięższe w jeszcze cięższe i jeszcze cięższe. Z wodorów powstaje hel, potem węgiel. Później tworzy się tlen, krzem, neon czy magnez. Każdy cięższy pierwiastek powstaje z połączenia się (fuzji albo inaczej syntezy) tych lżejszych. Ale we wnętrzu gwiazd nie powstają wszystkie znane z układu okresowego pierwiastki. Czym większy atom, tym więcej energii potrzeba do jego stworzenia. Ostatnim jaki może powstać we wnętrzu gwiazdy jest żelazo. Ma 26 protonów i 30 neutronów w jądrze, oraz 26 elektronów krążących wokoło. Gwiezdny piec jest za mały, by wytworzyć cokolwiek cięższego. Jak zatem powstają te naprawdę wielkie pierwiastki ?

Potrzebna jest śmierć

Duża gwiazda kończy swój żywot jako kula żelaza (żelaza, bo to ono jest najcięższym pierwiastkiem jaki może powstać w gwieździe). Ale to nie koniec życia gwiazdy. Przed nami najlepsze! Następuje największy bodaj kataklizm z jaki można sobie wyobrazić. Gwiazda wybucha jako supernowa. To dzieje się w zaledwie kilka sekund. Eksplozja jest tak duża, że zewnętrzne warstwy gwiazdy wyrzucane są w przestrzeń z prędkością rzędu dziesiątków tysięcy kilometrów na sekundę. To chwila, w której gwiazda może świecić jaśniej niż cała galaktyka w której się znajduje. Z zapisków w starych kronikach wynika, że w 1054 roku na dziennym niebie, oprócz Słońca, widoczny był efekt wybuchu jednej z supernowych. Przez 23 doby ludzie widzieli dwa „słońca”! Ten efekt równocześnie obserwowali chińscy astronomowie, arabscy mędrcy i Indianie Nimbres mieszkający na terenie obecnego Meksyku. Dzisiaj po tej supernowej został rozszerzający się obłok rozżarzonego gazu tworzący Mgławicę Kraba.

Crab_NebulaW czasie samego wybuchu energia eksplozji jest tak wielka, że dochodzi do produkcji najcięższych z występujących we wszechświecie pierwiastków. Także w tym przypadku powstają one z połączenia elementów lżejszych. To właśnie w czasie tylko niezwykle krótkich chwil powstaje np. ciężki, bo składający się aż 238 neutronów i protonów uran. Ale także ołów czy złoto. To ostatnie, choć wydobywane jest na Ziemi, powstało w czasie wybuchu gwiazdy, której teraz już nie ma. Te najcięższe pierwiastki w wyniku eksplozji zostają rozrzucone wokół eksplodującej gwiazdy. Wokół w kosmicznej skali. Wspomniana Mgławica Kraba ma średnicę około 11 lat świetlnych ( 100 bilionów kilometrów) i co sekundę powiększa się o 1500 kilometrów.

Człowiek, ale także wszystko to co wokoło widzimy zbudowane jest z cegiełek – dosłownie – wypalonych we wnętrzu gwiezdnego pieca. Te cięższe budujące nas elementy nie zaistniałyby gdyby nie dochodziło do gwałtownego i widowiskowego wybuchu gwiazdy supernowej. Jesteśmy – nie tylko w przenośni – dziećmi gwiazd. Korzystamy z tego co one wytworzyły, a gdy nasza dzienna gwiazda Słońce dożyje wieku sędziwego, budujące nas cegiełki na powrót zostaną rozsypane w kosmosie. Może wykorzysta je kto inny?

2 komentarze do Jesteśmy dziećmi gwiazd

Jak zbudować kuchenkę słoneczną?

Kuchenka słoneczna może działać cały rok. Co prawda zimą czy jesienią gotowanie w niej potraw zajmie nieco więcej czasu, ale wciąż jest możliwe. W takim urządzeniu gotuje bowiem nie wysoka temperatura otoczenia, tylko promienie słoneczne. Warunkiem działania kuchenki jest więc bezchmurne niebo, a nie upał.

Słońce dostarcza na powierzchnię Ziemi ogromną ilość energii. Co prawda tylko jej część przedziera się przez atmosferę, ale to i tak bardzo dużo. Gdyby wydobyć wszystkie paliwa kopalne (węgiel, ropę i gaz), zmagazynowana w nich energia równałaby się energii dostarczanej Ziemi przez Słońce zaledwie przez 50 dni.

Energię słoneczną wykorzystują rośliny w procesie fotosyntezy. My budujemy elektrownie słoneczne, ale w ten sposób na prąd czy ciepło przerabiamy zaledwie tysięczne części energii jaka dociera do powierzchni Ziemi. Jednym ze sposobów jej wykorzystania jest wybudowanie kuchenki słonecznej. Urządzenia, które wykorzystuje energię niesioną przez promienie Słońca do podnoszenia temperatury w garnku czy na patelni.

1. Umieść jeden karton w drugim, a pomiędzy ścianki włóż pogniecione gazety. Będą służyły jako izolator.

1

2. Wewnętrzny karton wyłóż czarnym matowym papierem lub folią. Następnie wytnij z kartonu cztery kwadraty, których bok będzie tej samej długości co bok większego kartonu. Przyklej do jednej z powierzchni kwadratów aluminiową srebrną folię. Staraj się aby folia była gładka, by nie miała żadnych nierówności. Ma być jak lustro.

2

3. Przyklej kartonowe kwadraty do brzegów większego kartonu tak, by były skierowane folią do góry…

3

4. … a następnie umieść je pod kątem 45 st. do pionu (albo podłoża). Boki kuchenki można podtrzymać na drewnianych nóżkach, albo na sznurkach, łączących je ze sobą. Kąt 45 st. gwarantuje, że największa ilość promieni słonecznych będzie kierowana do środka kuchenki, a to oznacza najwyższą temperaturę w jej środku.

4

5. Kuchenka gotowa. Możesz do niej włożyć garnek z daniem, które ma być ugotowane.

5

Co ważne, kuchenka może działać nie tylko latem. Co prawda zimą czy jesienią gotowanie w niej potraw zajmie więcej czasu, ale wciąż jest możliwe. W solarnej kuchence gotuje bowiem nie wysoka temperatura otoczenia, tylko promienie słoneczne. Warunkiem działania kuchenki jest więc bezchmurne niebo, a nie upał.

Rysunki w artykule pochodzą z serwisu wikiHow.com

3 komentarze do Jak zbudować kuchenkę słoneczną?

Dlaczego nam gorąco?

Lato powoli się kończy i zaczynamy tęsknić za upałami. Tymi samymi upałami, które były jeszcze kilkanaście dni temu takie uciążliwe. Dlaczego letnie temperatury są dla nas tak kłopotliwe, skoro jako gatunek wyewoluowaliśmy w Afryce, w klimacie nieporównywalnie gorętszym niż nawet najcieplejsze nasze polskie lato?

Nasze ciało ma temperaturę niecałych 37 st. C. Jesteśmy stałocieplni, a więc ta temperatura jest w miarę możliwości przez organizm utrzymywana. Gdy staje się to niemożliwe, zaczynamy wpadać w kłopoty. Zarówno wtedy, gdy temperatura ciała zaczyna spadać, jak i wtedy, gdy zaczyna rosnąć. Ale o tym za chwilę. To co może dziwić to fakt, że skoro nasze ciało ma ponad 36 st. C. dlaczego przy temperaturze np. 32 st. już czujemy dyskomfortowy gorąc. Na logikę, powinno nam być zimno, przecież „na zewnątrz” jest wciąż o 4 st C zimniej niż „w środku”.

Zaczęło się w Afryce

Nasze ciała, to jak wyglądają i jak funkcjonują, ukształtowały warunki jakie panują w Afryce. Domem naszych przodków była afrykańska sawanna. Żar lał się z nieba, było sucho, a cień był luksusem. Tak żyliśmy przez kilka milionów lat. I do takich warunków jesteśmy fizjologicznie  przystosowani. Człowiek z Afryki wyszedł zupełnie niedawno, nie więcej niż 150 tys. lat temu. W tak krótkim czasie ewolucja nie była w stanie przystosować np. Eskimosów do innych warunków środowiskowych. Gdyby rozebrać Eskimosa, w swoim środowisku, przeżyłby zaledwie kilka minut. Komfort cieplny, bez ubrań, odczuwamy w temperaturze około 25 st. C. W Polsce średnia roczna temperatura wynosi tymczasem około 8 st. C. W lecie nie więcej niż 18 st C. A to znaczy, że żyjemy w miejscu, do którego nie jesteśmy fizjologicznie przystosowani. Choć niektórych może pocieszać to, że niektórzy mają znacznie gorzej.

Do jakich temperatur nasz organizm jest zatem stworzony? Przyjmuje się, że zakres temperatur w jakim możemy funkcjonować to kilkanaście stopni „od dołu” do około 50 st. C „od góry”. Tak wysokie temperatury nie są dla organizmu człowieka problemem, o ile ma pod dostatkiem wody i o ile powietrze wokoło jest suche. Woda i suche otoczenie (powietrze) gwarantuje, że prawidłowo działa system chłodzenia, czyli pocenie. Odwodniony organizm nie ma czym się pocić. Gdy powietrze jest wilgotne, woda z powierzchni skóry nie chce parować. I tutaj właśnie tkwi odpowiedź, na zadane wyżej pytanie. W 30 st. C czujemy się źle, bo w naszej części świata jest zbyt wilgotno. Ta sama temperatura w klimacie suchym nie stanowiłaby problemu. Owszem, pot ściekałby nam po plecach, ale wraz z jego parowaniem, temperatura skóry obniżałaby się. System chłodzenia, zapewniałby komfort.

Chłodząca woda

Woda obniża temperaturę powierzchni z której paruje, bo do wyparowania potrzebuje energii. Gdy wyjdziemy mokrzy spod prysznica, albo z kąpieli w jeziorze, mimo wysokiej temperatury powietrza, może nam być chłodno. Takie uczucie będzie nam towarzyszyło dopóki nie wyschniemy. Człowiek potrafi wypacać aż litr wody na godzinę! Integralną częścią tego sprawnego systemu jest kilka milionów gruczołów potowych na ciele każdego z nas. Te nie działałyby tak skutecznie, gdyby były przykryte włosami. Dlatego, z drobnymi wyjątkami, nasze ciało jest nagie. To, że najwięcej włosów mamy na głowie, nie jest przypadkiem. W wyprostowanej pozycji, to na głowę właśnie świeci Słońce. Natura zadbała o to, by ją jak najlepiej izolować. Gdyby ludzie chodzili na czworakach, promienie słoneczne padałyby na ponad 20 proc. powierzchni ciała. W pozycji pionowej ogrzewają najwyżej kilka procent. Innymi słowy, wyprostowana, dwunożna postawa to kolejny dowód na przystosowanie do upałów a nie chłodów.

Ale wracając do gorącego lata. Gdy w wysokich temperaturach system chłodzenia nie nadąża, pozostaje schładzanie się z zewnątrz (zimna kąpiel), albo izolacja (cień, nakrycie ciała). Co jeżeli i to nie pomoże? Najkrócej mówiąc, czeka nas śmierć. Temperaturą krytyczną dla mózgu jest 40,5 st. C. Przy 41,5 st. C umieramy, bo w naszych komórkach ścina się białko. Ścina (fachowo mówiąc dochodzi do procesu denaturacji), znaczy, że zmienia swoją strukturę. Biorąc pod uwagę fakt, że białka to podstawowy budulec naszego ciała, w praktyce oznacza to, że organizm przestaje funkcjonować. I to równocześnie na wielu poziomach, od poziomu pojedynczych komórek rozpoczynając.

A co z organizmem człowieka dzieje się, gdy jest za zimno? Próbuje sam się ogrzać, przez szybkie drgania niektórych mięśni. To dreszcze. Mięśnie pracując, podnoszą swoją temperaturę. Gdy jest jednak za zimno, nawet, gdybyśmy się trzęśli jak osiki, nasze mięśnie nie są w stanie naprodukować wystarczającej ilości ciepła. I wtedy pozostaje odizolowanie się od niskiej temperatury (ubranie), albo znalezienie źródła ciepła. Jeżeli nie uda się tego zrobić, podobnie jak w przypadku przegrzania, czeka nas śmierć. Choć nie tak szybka jak w przypadku zbyt wysokiej temperatury.

Za ciepło, za zimno

I ostatnia sprawa. Dlaczego czujemy że nam gorąco nawet wtedy, gdy temperatura powietrza jest niższa, niż temperatura ciała? W pewnym sensie organizm człowieka jest maszyną, która przez to że działa, sama siebie ogrzewa. To nie tak, że są w nas specjalne „urządzenia”, których celem jest tylko i wyłącznie produkcja ciepła, które ma podtrzymywać stałą temperaturę. To raczej dzieje się przy okazji i na wielu poziomach. Wnętrze komórki, to jedna wielka fabryka. Każdy narząd ludzkiego (i nie tylko) ciała, ma konkretne zadanie do spełnienia. Serce pompuje krew, nerki ją oczyszczają, płuca są odpowiedzialne za dostarczenie tlenu krwi, a wątroba jest połączeniem magazynu, zakładu przetwórczego i fabryki odpowiedzialnej za wytwarzanie wielu niezbędnych do funkcjonowania ciała substancji. W każdym skrawku naszego ciała mają miejsce nieustanne reakcje chemiczne, których skutkiem najczęściej są reakcje fizyczne. Jesteśmy w ciągłym ruchu. Wszystko jest w ciągłym ruchu. Ten ruch – z kolei – powoduje wzrost temperatury. W największym skrócie można więc powiedzieć, że nasze ciało ogrzewa się samo poprzez reakcje, które do tego funkcjonowania są niezbędne. Ilość energii cieplnej jaką produkujemy jest całkowicie wystarczająca, by zapewnić coś w rodzaju równowagi, gdy temperatura powietrza wynosi około 25 st. C. Gdy temperatura jest wyższa, organizm musi włączyć chłodzenie. To wtedy powstaje wrażenie upału. Najpierw lekki, ale rosnący wraz ze wzrostem temperatury dyskomfort powoduje, że szukamy cienia, chłodnego otoczenia czy miejsca w którym jest ruch powietrza. W ten sposób wspomagamy naturalny system regulowania temperatury.

Poniżej 20 st C, potrzebne jest dodatkowe ogrzewanie. I znowu, moment w którym „system grzewczy” jest włączany, mózg sygnalizuje nam poprzez odczuwanie chłodu. Przy 20 st C nie jest to odczucie dokuczliwe, ale już w temperaturze 15 st C zaczyna nam być zimno. Chodzi o to samo, o co chodziło w przypadku zbyt wysokich temperatur, czyli o znalezienia cieplejszego miejsca, zakrycie odsłoniętych części ciała czy przejście do miejsca, w którym nie ma ruchu powietrza.

Człowiek rodził się w suchym i słonecznym klimacie. Po to by migrować w rejony w których temperatura jest zbyt niska, musiał się nauczyć korzystać z energii słonecznej zmagazynowanej w roślinach, a pośrednio także w zwierzętach (np. spalać drewno, a później paliwa kopalne). Musiał się także nauczyć wytwarzać ubrania. Bez nich, pomarlibyśmy z zimna. Nie udałoby się to, gdyby nie inteligencja „żyjąca” w mózgu. Ciekawe, bo to właśnie mózg trzeba szczególnie chronić przed przegrzaniem.

6 komentarzy do Dlaczego nam gorąco?

Co mnie gryzie

Latem przekonywanie kogokolwiek że takie owady jak komary, meszki, gzy czy końskie muchy, są piękne i pożyteczne jest z góry skazane na porażkę. Może zimą jest niewielka szansa na polubienie tych znienawidzonych zwierząt.
Co nas gryzie? Wszystko co widzi w tym swoją szansę. My wykorzystujemy niektóre zwierzęta i rośliny, niektóre z nich wykorzystują nas.

Gzy, meszki i komary. Każdy z tych owadów jest uciążliwy, a często nieznośny na swój sadystyczny sposób. Dokuczliwość komarów to kwestia cichutkiego choć trudnego do zniesienia brzęczenia i swędzenia. Przy czym od razu warto powiedzieć, że te wszystkie cechy, których latem serdecznie nienawidzimy są reprezentowane przez samice. I kto tu jest słabą płcią? Samce komarów żywią się nektarem kwiatów, są duże i nie brzęczą podczas lotu. Samice z kolei żywią się krwią zwierząt stałocieplnych, w tym ludzi. Wyposażone w kłująco – ssący aparat gębowy przebijają skórę i wkłuwają się w niewielkie naczynia krwionośne, które znajdują się zaraz pod jej powierzchnią. Nie wysysają krwi, tylko czekają aż płynąca pod ciśnieniem krew sama wypełni ich żołądek. Zanim krew zacznie jednak płynąć, do wnętrza rany komarzyca wpuszcza swoją ślinę a wraz z nią substancje chemiczne, które przeciwdziałają krzepnięciu krwi. W ślinie komarów tropikalnych (takich, które w Polsce nie występują) znajdują się także mikroorganizmy, które mogą powodować choroby.

Aedes_aegypti_biting_human  Komar… w czasie posiłku 🙁

Substancje chemiczne zawarte w ślinie komara (np. enzymy) – oprócz tego że nie pozwalają krwi gęstnieć – podrażniają skórę. Właśnie dlatego miejsce ukłucia może bardzo długo swędzieć. Zresztą nie tylko ukąszenia komarów swędzą. Znacznie gorsze, choć znacznie mniejsze są meszki. Meszkowatych w Polsce jest około 50 gatunków. W porównaniu z komarami są malutkie. Ich wielkość nie przekracza zwykle 3-4 mm. Kłopot w tym, że atakują w dużych grupach. Tak jak u komarów, w cyklu rozwojowym meszek kluczowe znaczenia ma zbiornik wodny, ale w przeciwieństwie do komarów meszki wolą wodę płynącą a nie stojącą. Samce żywią się nektarem kwiatów, a samice krwią. Meszki nie wkłuwają się w ciała swoich ofiar, ale rozcinają je tak jak chirurg skalpelem. Zanim z tak powstałej rany zacznie wypływać krew, samice meszek wpuszczają do niej ślinę. Meszki gryzą, bo krew ssaków jest dla nich źródłem białka, które jest niezbędne do złożenia jaj i… wyhodowania kolejnych pokoleń meszek. Meszki są aktywne w ciągu dnia, nawet wtedy gdy Słońce jest wysoko na niebie (komary dają nam wtedy wytchnienie). Pojedynczego ugryzienia meszki możemy nie zauważyć, chyba, że ktoś jest uczulony na substancje zawarte w ślinie tych owadów. W skrajnych przypadkach może wtedy dojść nawet do śmierci.

Culex_sp_larvae  Larwy komarów

Małe ale groźne

Meszki rzadko jednak atakują w pojedynkę. Gdy w upalny dzień znajdziemy się w lesie (cień), albo nad wodą (ochłodzenie), czyli tam, gdzie nas ciągnie gdy żar leje się z nieba, możemy być pogryzieni przez cały ich rój. Obrzęk w okolicach ugryzienia może być spory. Mogą pojawić się nawet sporych rozmiarów swędzące bąble. Poza tym, meszki, w przeciwieństwie do komarów zostawiają w miejscu ukąszenia otwartą ranę. Więcej, samice meszkowatych wstrzykują w nią substancje, które spowalniają gojenie się ran. W czasie upału, w czasie kąpieli do organizmu ze środowiska z łatwością mogą się więc dostać drobnoustroje. Mogą one spowodować powstanie dużego stanu zapalnego, którego nie da się pozbyć bez antybiotyków. Do zakażenia może dojść szczególnie wtedy, gdy swędzące ugryzienie zaczniemy drapać. Pogryzione miejsca warto więc przemywać woda utlenioną. W przypadku alergików zwykle wystarcza pić wapno, ale gdy obrzęk po ukąszeniu meszek jest duży, lepiej niezwłocznie wybrać się do lekarza. Każde kolejne ugryzienie może być bowiem groźniejsze. Niezależnie od tego czy obrzęk jest duży czy nie, dokuczliwe swędzenie łagodzi zimny okład. Podobnie powinno się postępować w przypadku ukąszeń tzw. końskiej muchy (jusznicy deszczowej). To duży owad z rodziny bąkowatych, który w Polsce występuje powszechnie. Jej ukąszenia są bolesne, a ich skutki mogą być niebezpieczne. Jeżeli po dobie od ukąszenia wciąż utrzymuje się opuchlizna i zaczerwienienie (szczególnie gdy jest ono bolesne i rozpalone) koniecznie trzeba wybrać się do lekarza. Końska mucha to nie to samo co gza. Gzy są pasożytami wewnętrznymi zwierząt (żyją np. w ich drogach oddechowych), a w postaci dorosłej nie pobierają pokarmu w ogóle.

800px-Black_fly   Meszka

Tak jak w przypadku opisywanych owadów, samce jusznicy są roślinożerne i przyczyniają się do zapylania kwiatów. Samice są jednak krwiopijcami. Bolesnymi i podstępnymi krwiopijcami. W przeciwieństwie do komarów latają bezszelestnie i co gorsza, w przeciwieństwie do wielu owadów nie używają substancji znieczulających w czasie kąsania. Dlaczego jedne owady stosują znieczulenie a inne nie? Większość owadów gryzie swoje ofiary tylko raz, dlatego zależy im na tym, by w chwili ukąszenia być niezauważonym. Jusznica gryzie swoją ofiarę i odfruwa. Gdy zwierze (zwykle końskie muchy gryzą zwierzęta) liże miejsce gdzie nastąpiło bolesne ukąszenie, agresor gryzie je w inne, często bardziej dogodne dla niego miejsce. Jusznice są trudnym przeciwnikiem z jeszcze jednego punktu widzenia. Są bardzo… uparte. Komara czy meszki można przegonić. Końską muchę – by dała spokój – trzeba zabić. Odlatuje po to by za chwilę zaatakować z innej strony. Taką ma strategię. A jeżeli już o zabijaniu mowa. Komara unieszkodliwia nawet lekkie uderzenie. Końska mucha jest bardzo odporna. Trzeba nieźle przyłożyć, by zabić… na śmierć.

Jak sobie radzić?

A jeżeli mowa o śmierci. A przynajmniej o odstraszaniu. Na końskie muchy nie działają preparaty odstraszające owady. Jedyne wyjście to odpowiednio się ubrać, czyli zakryć jak największą powierzchnię ciała. Ubranie się od stóp do głów oraz unikanie miejsc lęgowych owadów gryzących jest najbardziej skutecznym sposobem uniknięcia pogryzień. Gdy temperatura rośnie, osłanianie ciała staje się jednak bardziej dokuczliwe niż samo kąsanie. Wtedy wyjściem mogą być maści i środki antyowadowe w spreju. Na rynku jest ich bardzo wiele. Można też zażywać odpowiednie tabletki. Gdy robi się to przez kilka, kilkanaście dni, zmianie ulega skład chemiczny naszego potu.

800px-Haematopota-pluvialis-06-VII-2007-01   Jusznica deszczowa (tzw. końska mucha)

W domu najlepiej zakładać w oknach moskitiery i elektryczne fumigatory, które odstraszają komary zapachem. Przed ich włączeniem koniecznie trzeba przeczytać instrukcję. Niektóre z tych środków nie mogą być stosowane w czasie gdy w pomieszczeniu przebywają ludzie. Specjaliści twierdzą, że „odstaraszacze” dźwiękowe są nieskuteczne. Na tarasie albo na ogrodzie najlepiej sprawdzają się przeciwkomarowe świece, dymiące spirale i kadzidełka. Tych nie wolno jednak stosować w pomieszczeniach.

Właściciele przydomowych ogródków, balkonów czy nawet skrzynek kwiatowych na parapetach okiennych powinni sadzić rośliny których zapach odstrasza komary, czyli pelargonie, kocimiętkę, bazylię, miętę czy lawendę. Gdy sytuacja jest dramatyczna, gdy plagą komarów dotknięte są duże siedziby ludzkie, walka z owadami odbywa się za pomocą niedostępnych na rynku indywidualnym środków chemicznych. Żeby takie działania były jednak skuteczne, trzeba je bardzo często powtarzać a to jest kosztowne. Czy jednak zawsze warto z komarami, meszkami czy innymi owadami walczyć?

Z punktu widzenia biologii jesteśmy jednym z wielu elementów przyrody ożywionej. My wykorzystujemy niektóre zwierzęta i rośliny, niektóre z nich wykorzystują nas. Takie owady jak komary czy meszki bez zwierząt stałocieplnych nie mogłyby się rozmnażać. I nikogo by to nie martwiło gdyby nie fakt, że owady są bardzo ważnym elementem diety ptaków a ich larwy są zjadane przez ryby. System naczyń połączonych jakim jest przyroda bez owadów, nawet tych dla ludzi kłopotliwych, byłby dziurawy. Mniej pożywienia dla ptaków i ryb, oznaczałby mniejszą liczebność tych zwierząt, a to rodziłoby kolejne konsekwencje. Jadąc niemieckimi autostradami bez trudu można zauważyć, że na szybie przedniej samochodu jest znacznie mniej śladów bo zabitych owadach niż w Polsce. Tyle tylko, że w Niemczech od lat dramatycznie kurczy się także populacja ptaków, a to oznacza, że inne szkodniki nie mają swoich naturalnych wrogów.

 

Tekst ukazał się w tygodniku Gość Niedzielny

6 komentarzy do Co mnie gryzie

Lanie wody

Dlaczego wylana na rozgrzaną blachę woda nie paruje? I dlaczego gorąca woda szybciej zamraża się niż zimna?
Czy o wodzie można napisać coś interesującego? Przeczytaj, a dowiesz się rzeczy, o których nie miałeś zielonego pojęcia.

Co się stanie, gdy wylejemy powiedzmy szklankę wody na mocno rozgrzaną metalową blachę? Np. taką w tradycyjnym piecu. Usłyszymy głośny syk i gwałtowne parowanie. To logiczne i oczekiwane. A teraz proszę na tą samą rozgrzaną blachę wylać wodę w małych ilościach. Np. strzepnąć wodę z mokrej dłoni, albo wypuścić wąski strumień wody ze strzykawki. Można by oczekiwać, że mała ilość wody na gorącej blasze wyparuje szybciej niż duża ilość. A tu niespodzianka. Woda w małych ilościach na gorącej powierzchni nie paruje. Wodne kulki po blasze poruszają się jak pszczoły na łące, bez zauważalnego ładu, to w te, to wewte. Czasami nawet podskakują.

Pułapka na parę

Co się więc dzieje?  Spadająca kropelka wody przy zetknięciu z gorąca blachą zaczyna parować, ale tylko nieznacznie. Paruje dolna część kropli, bo to ona bezpośrednio styka się z gorącą powierzchnią. W ten sposób powstała para tworzy pomiędzy blachą a kroplą coś w rodzaju poduszki. Woda nie styka się już bezpośrednio z blachą, tylko leży na izolującej parowej poduszce. To powoduje, że energia (temperatura) gorącej powierzchni nie jest przekazywana kropli. To niesamowite, bo grubość „parowej poduszki” wynosi znacznie mniej niż milimetr (od 0,1 do 0,2 mm). Jak to się dzieje, że tak cieniutka izolacja wystarczy, że tak mała ilość pary nie dopuści do „przedostania” się energii z gorącej blachy do małej kropelki wody? Gaz (a para wodna jest gazem) jest kiepskim przewodnikiem energii (temperatury). Przekaz energii z blachy przez poduszkę pary do kropli wody następuje, ale bardzo wolno. W końcu wrzucona na rozgrzaną blachę kropla wyparuje (zmniejszając się coraz bardziej, w którymś momencie zniknie) ale nastąpić to może dopiero po kilkudziesięciu sekundach, a nie jak można by się spodziewać – natychmiast. Co więcej, im powierzchnia blachy cieplejsza, tym dłużej trwa taki „kroplowy taniec”. Pozostaje jeszcze wyjaśnienie trzech kwestii. Dlaczego para spod kropli nie ucieknie na boki, dlaczego poduszka parowa nie tworzy się pod dużą ilością chluśniętej na blachę wody i dlaczego kropla na gorącej blasze tak gwałtownie się porusza. Para nie ucieknie bo kropla od spodu nie jest płaska, tylko wklęsła. Więcej pary mieści się w środku, niż na brzegach kropli. Gazowa poduszka powoduje, że pomiędzy rozgrzaną powierzchnią a kroplą nie ma tarcia. Gwałtowne ruchy kropli spowodowane są tym, że dolne warstwy kropli parują nie w sposób ciągły, tylko gwałtowny i nierównomierny ze wszystkich stron. I ostatnia sprawa, chluśnięta na blachę woda wyparuje, ale poduszka parowa wytworzy się tylko pod kropelkami, właśnie dlatego, że one od dołu nie są płaskie i tworzą coś w rodzaju pułapki na parę. Wszystko co dzieje się z kroplą wody na rozgrzanej blasze wyjaśnił w 1756 roku niemiecki lekarz i fizyk Johann Leidenfrost (stąd zjawisko Leidenfrosta).

Raz ciepło, raz zimno

Izolująca warstwa gazu wytwarza się nie tylko pomiędzy rozgrzaną powierzchnią a kroplą wody, tylko pomiędzy obiektami o sporej różnicy temperatur. Przykłady? Wylanie ciekłego azotu czy ciekłego tlenu na powierzchnię stołu w temperaturze pokojowej spowoduje, że te dwie ciecze nie wyparują od razu, tylko „skulkują się” i będą zachowywały się tak jak woda w niewielkich ilościach wylana na gorącą blachę. Ciekły azot ma temperaturę około minus 200 st. C. Teoretycznie włożona do niego dłoń (o temperaturze około + 37 st. C) powinna natychmiast ulec poważnemu odmrożeniu. Tymczasem, o ile rękę w azot wsadzi się na krótko, odmrożeń nie będzie. Dlaczego? Bo pomiędzy skórą a ciekłym azotem wytworzy się cienka warstwa gazowego azotu, który jest swego rodzaju izolacją. Ta izolacja nie jest doskonała, więc dłuższe przytrzymanie dłoni w ciekłym azocie może być niebezpieczne. W Internecie można znaleźć też filmiki na których eksperymentator wkłada palec do naczynia z ciekłym ołowiem. Temperatura tego metalu  w stanie ciekłym wynosi przynajmniej 327 st. C. A temperatura palca około 37 stopni. O ile palec jest mokry, jego włożenie w ołów na krótką chwilę nie będzie groźne. Skóra będzie chroniona przez cieniutką warstwę pary wodnej. To ostatnie doświadczenie nie należy chyba do najbezpieczniejszych, więc lepiej na własną – nomen omen rękę – go nie przeprowadzać.

Lody zawstydziły fizykę

Woda może naprawdę zaskakiwać. Nie tylko nas, ludzi nie zajmujących się nauką, ale nawet naukowców.

Erasto Mpemba, mieszkający w Tanzanii 13latek uwielbiał lody. Podgrzewał mleko, dosypywał cukru, dolewał sok owocowy, wszystko mieszał ze sobą i zamrażał.  By nie zepsuć zamrażarki, najpierw swoją miksturę schładzał w lodówce. Pewnego razu gorące mleko wsadził jednak, bez schładzania, od razu do zamrażarki. Gdy po jakimś czasie otworzył zamrażalnik, okazało się, że lody są już dawno zrobione. „Tak szybko?” – zdziwił się. Zrobił prosty eksperyment. Do dwóch takich samych pojemników wlał gorącą i zimną wodę i obydwa wstawił do zamrażarki. Woda gorąca zamroziła się szybciej. Był rok 1963. Gdy Erasto Mpemba zapytał dlaczego tak się dzieje swojego nauczyciela fizyki, ten go wyśmiał. Ta sama reakcja spotkała go rok później, już jako ucznia liceum. Pewnego dnia do szkoły Erasto przyjechał profesor Denis G. Osborne, fizyk z pobliskiego uniwersytetu. Po jego wykładzie (który dotyczył zupełnie innych zagadnień) Mpemba opowiedział o swoich dobrze już udokumentowanych obserwacjach. Koledzy z klasy zaczęli się śmiać, ale profesor Osborne obiecał sprawę zbadać (choć jak później przyznał nie wierzył licealiście).  Osborne przeprowadził kilka eksperymentów i… potwierdził obserwacje Erasta. W 1969 roku ukazała się profesjonalna praca obydwu panów (ucznia i nauczyciela) opisująca tzw. efekt Mpemby. Woda gorąca rzeczywiście szybciej się zamraża niż woda zimna. Nie pierwszy raz intuicja może wyprowadzić na manowce. Przecież ciepła ciecz, zanim się zamrozi powinna najpierw się schłodzić, podczas gdy ta która jest chłodna tego nie potrzebuje. Jak całą sprawę wytłumaczyć? W przeciwieństwie do opisanego wyżej zjawiska Leidenfrosta, tutaj naprawdę trudno o jednoznaczne wyjaśnienie. Od ukazania się publikacji powstało kilka teorii, ale żadna do końca nie jest satysfakcjonująca. Wiadomo że woda, która się gotowała jest mniej nasycona gazami. Ciecz z mniejszą ilością rozpuszczonych w niej gazów (a więc ta ciepła), zamarza szybciej. W czasie podgrzewania wody wytrącają się też sole mineralne (stąd osad na grzałce czajnika). A te obniżają temperaturę zamarzania. Dlatego zimą posypuje się chodniki i ulice solą. Innymi słowy, chłodna woda zamarza w niższej temperaturze niż ta, która była przegotowana. Do tego wszystkiego niektórzy wyliczają to, że na ściankach naczynia z ciepłą wodą osadza się szron (na ściankach zimnego tylko w śladowych ilościach), a to powoduje, że chłodzenie jest bardziej efektywne. Ciepła woda zacznie więc zamarzać od ścianek (i dna) naczynia, podczas gdy zimna od powierzchni. Ten pierwszy sposób jest znacznie bardziej efektywny. Poza tym ciepła woda paruje, a to w skrócie oznacza szybkie ochładzanie. Dlaczego? Do parowania potrzebna jest energia. Wychodząc z jeziora, wanny czy prysznica odczuwamy zimno tak długo aż nasza skóra się nie wysuszy. Dzieje się tak, bo parująca woda ochładza naszą skórę pobierając z niej energię. No i ostatnia sprawa. W „ciepłym naczyniu” wody do zamarznięcia jest mniej, bo część wyparowała. Woda zimna też paruje, ale bardzo, bardzo wolno.

Wiele pomysłów, ale żaden do końca nie tłumaczy efekt Mpemby. A może każde z tych wytłumaczeń jest w części prawdziwe? Tak czy inaczej nawet w czymś tak powszechnym jak woda, jest jeszcze sporo do odkrycia. I może kiedyś uda się zrozumieć, dlaczego na mrozie rury z ciepłą wodą pękają częściej niż rury z zimną. Dlaczego lodowisko lepiej się robi z ciepłej wody i dlaczego w czasie mrozu mycie samochodu ciepłą wodą szybko prowadzi do popękania lakieru na karoserii.

2 komentarze do Lanie wody

Konkurs o energii

W badanie i wdrażanie którego rodzaju energii powinniśmy w Polsce inwestować najwięcej środków i wysiłku. Uzasadnijcie proszę Waszą odpowiedź.

W odcinku  „Ekstremalna energia”, który w serii Megaodkrycia, National Geographic Channel pokaże o godzinie 22.00 w niedzielę 6 grudnia, naukowcy z kilku wiodących światowych ośrodków naukowych opowiedzą, gdzie szukają realnej alternatywy dla pozyskiwania energii z węgla, ropy i gazu. Będzie o ujarzmianiu huraganów, promieni Słońca, o geotermii, fuzji wodorowej i kilku innych pomysłach na „czystą” energię.

A teraz pytanie:

>>> Napiszcie w badanie i wdrażanie którego rodzaju energii powinniśmy w Polsce inwestować najwięcej środków i wysiłku. Uzasadnijcie proszę Waszą odpowiedź.  

Odpowiedzi wpisujcie proszę w komentarzach pod tym tekstem. Trzy najlepsze odpowiedzi zostaną nagrodzone moją najnowszą książką „Człowiek” (no chyba, że ktoś woli poprzednią „Kosmos”). Jeżeli takie będzie życzenie wygranego, chętnie napiszę imienną dedykację. 

Człowiek okłądki_II

 Regulamin konkursu:  http://naukatolubie.pl/regulamin-konkursu/

15 komentarzy do Konkurs o energii

Type on the field below and hit Enter/Return to search