Мик О'Хара - Кто ест пчел? 101 ответ на, вроде бы, идиотские вопросы
Немного о росе
Бывало много раз, что, просыпаясь рано утром, я прямо в спальном мешке расстегивал палатку и видел, что за ночь выпала обильная роса. Приглядываясь к покрытой росой траве, я всегда замечал, что отдельные капли балансируют на самых кончиках листиков. Как они туда попадают и как удерживаются?
Джон Ламонт-Блэк (Ньюкасл-апон-Тайн, Великобритания)Это так называемый процесс гуттации («выпотевания» листьев). На поверхности листьев есть устьица или поры, через которые испаряется вода. Ночью устьица закрыты, поэтому транспирация заметно снижается. Капли воды выдавливаются из листьев через специальные устьица — гидатоды, которые находятся на краях и кончиках листьев. Считается, что гуттация вызвана высоким корневым давлением. Травы часто выделяют воду из кончиков листьев, что и подметил ваш зоркий корреспондент, любящий ночевать на лоне природы. Гуттацию также часто можно наблюдать на кромках листьев картофеля, томата и земляники.
Фрэнсис Тобин (Мэнли, Австралия)
Капли воды на траве — это результат процесса гуттации. Корни растения вытягивают из почвы ионы неорганических веществ и переносят их в ксилему, из которой те уже не могут вновь просочиться в землю. Вода поступает в растение в процессе осмоса, в результате которого в ксилеме создается избыточное давление. Оно-то и является причиной того, что сок ксилемы вытекает из пор (гидатод) на кончиках травинок (или непосредственно из срезов по краям листьев). Увеличиваясь в размерах, капли падают, и на их месте образуются другие. Гуттация обычно происходит в ночное время, потому что днем вода из листьев испаряется достаточно интенсивно, за счет чего в ксилеме поддерживается отрицательное давление. Условия, благоприятствующие гуттации, благоприятствуют и ночлегу в палатках: чистое небо, легкий ветерок, нагретая за день земля, охлаждающийся за ночь воздух (и, соответственно, повышающаяся влажность), относительно сырая земля, поэтому колышки для палатки вбить нетрудно. Возможно, ионы некоторых полезных веществ возвращаются растению через гидатоды, а некоторые ионы в ксилеме корня повторно транспортируются флоэмой. В ходе процесса, аналогичного гуттации, развивающиеся плоды получают кальций. Временное прекращение данного процесса чревато печальными последствиями. Например, если в теплице ночью воздух сухой, в ксилеме не создастся избыточное давление. В результате в созревающих плодах может образоваться вершинная гниль, что является признаком недостатка кальция.
Джон Талетт (Эдинбург, Великобритания)
Гуттация наблюдается более чем у 330 видов 115 семейств растений и вызвана условиями, которые способствуют поглощению влаги корнями, но замедляют транспирацию. Как следствие, гуттация чаще происходит в ночное время и наиболее типична для растений влажных тропических зон, где более высокая температура почвы способствует поглощению влаги корнями, а влажная атмосфера замедляет транспирацию. Гуттация свойственна и растениям умеренного пояса, в частности бальзамину и многим видам трав, в том числе хлебным злакам. У тропического растения колоказии (Соlосаsiа antiquorum) всего лишь один лист за сутки может выделить 200 мл воды.
Джон Томлинсон (Стратфорд-он-Эйвон, Великобритания)
Проблемы транспорта
Укутывайтесь теплее!
Недавно я летел на высоте 12 000 м со скоростью 800 км/ч при температуре воздуха −50°C. Холод был жуткий, но, к счастью, я сидел в самолете. Что интересно, стенки авиалайнера, имели толщину всего 10 см. Из какого изоляционного материала они сделаны? Мне хотелось бы приобрести нечто подобное для моего дома, расположенного на уровне моря. Где можно приобрести такой материал?
Филип Уэлсби (Эдинбург, Великобритания)Один из факторов охлаждения ветром — это, как правило, турбулентный поток, обычно воздействующий на оголенную кожу человека, которая теряет тепло за счет испарения и конвекции. При воздействии ламинарного потока на гладкую сухую металлическую поверхность, каковой является поверхность самолета, теплоотдача гораздо менее эффективна. На высоте 9000 м плотность воздуха в три раза меньше, чем на уровне моря: самолет будто летит в термосе. При скорости свыше 500 км/ч внешняя поверхность самолета сильно нагревается за счет трения. Температура некоторых частей модели самолета «Concorde» во время полета повышается на 200°C, а обшивка возвращающегося на землю космического корабля раскаляется докрасна. В салоне самолета с большим количеством пассажиров плотность энерговыделения человеческих тел в ваттах на кубометр в сотни раз выше аналогичного показателя в условиях маленького домика, а отношение площади поверхности к объему у гладкого цилиндра гораздо меньше, чем у домика неправильной формы. В герметичном салоне поддерживается определенная температура и осуществляется циркуляция воздуха. В полете двигатели самолета вырабатывают несколько мегаватт избыточного тепла, за счет которого и поддерживается комфортная температура воздуха в салоне. Изнутри салон обычно обшивают пластиком, чтобы пассажиры не касались холодного металла, а полость между внутренней и внешней обшивками заполняют обыкновенной изоляционной пеной или фиброй, по своим свойствам сходными с материалами, из которых сооружаются стены домов. Несмотря на тепло в пассажирском салоне, некоторые части самолета сильно охлаждаются, а хвостовой обтекатель и багажное отделение в хвостовой части самолета во время длительного полета даже замерзают. Следует отметить, что в самолете, который находится на земле с выключенными двигателями, так же холодно, как и в неотапливаемом фургоне.
Алан Колверд (Бишопс-Стортфорд, Великобритания)
Температура воздуха за бортом самолета, находящегося на большой высоте, очень низкая, но обшивка самолета может сильно разогреваться. Столь экстремальные температуры требуют термоизоляции, но это относится лишь к некоторым участкам корпуса самолета — над пассажирским салоном и под ним; основное же внимание уделяется звукоизоляции. Чтобы рев двигателей и шум ветра не оглушали людей, находящихся в самолете, изоляционный слой должен быть плотнее, чем при термоизоляции. В качестве изоляционного материала используется стекловолокно, состоящее из оптимально тонких волокон, наилучшим образом обеспечивающих звукоизоляцию. Толщина изоляционного слоя на крыше самолета обычно составляет 12 см, на стенках — 8 см, на полу — 3 см. Но у разных типов самолетов эти параметры несколько различаются. В самолетах применяется особенно легкий вид стекловолокна. Подобные материалы вполне доступны для потребителя и используются для теплоизоляции при строительстве домов.
Дейвид Кеттл (Дэлкит, Великобритания)
Свет включен
Когда в самолете входишь в туалет, при запирании двери в кабинке зажигается свет. Механизм запора служит также выключателем, но свет загорается только спустя 2 секунды после поворота запора на полный оборот. Почему так происходит?
Мик Таун (Вашингтон, США)При включении слаботочного низковольтного люминесцентного светильника свет загорается примерно через 2 секунды. Именно столько времени требуется для подачи на электроды лампы электроэнергии, достаточной для возникновения дугового разряда при прохождении электрического тока через газ, которым заполнена трубка лампы. На внутреннюю поверхность стеклянной трубки лампы нанесен слой ртути. Для начала процесса ионизации эта ртуть должна нагреться до определенной температуры. Ртутная дуга, создающая свечение с длиной волны 337,1 нм вне видимого спектра в ультрафиолетовом диапазоне, возбуждает атомы в покрытии, нанесенном на внутренние стенки лампы, и они начинают испускать фотоны в видимом диапазоне. Задержка при включении света — это время, необходимое для образования разрядной дуги. В отличие от источников электроэнергии для современных люминесцентных ламп, применяемых в жилом секторе и административных зданиях, 24-вольтные источники питания, установленные в самолетах, менее «жесткие», и это значит, что они вырабатывают меньше энергии. Но импульс, необходимый для включения люминесцентной лампы с мгновенным зажиганием, на доли секунды вызовет резкий перепад напряжения, что неблагоприятно отразится на работе других приборов самолета. По этой причине и используются лампы с плавным зажиганием.
Дэн Шварц (Мейпл-Шейд, США)
До изобретения колеса
Колеса — весьма эффективное средство передвижения. Почему же в таком случае сама природа не придумала колесо?
Тирон Пилер (Лондон, Великобритания)Вы ошибаетесь, утверждая, что колесо изобретено не природой. Подобный механизм на протяжении миллионов лет используют бактерии для передвижения. Это — основа бактериального жгутика, который немного похож на буравчик и, постоянно вращаясь, приводит в движение микроорганизм. Почти половина всех известных науке бактерий имеет хотя бы один жгутик. Жгутик присоединен к «колесу» в клеточной мембране, которое делает сотни оборотов в секунду. Само «колесо» приводит в движение крошечный «электродвигатель». Электричество вырабатывается в результате быстрой смены зарядов в кольце протеинов, присоединенных к мембране. Положительно заряженные ионы водорода выкачиваются с поверхности клетки за счет энергии химических реакций. Вытесненные ионы затем вновь возвращаются на мембрану, завершая кругооборот и вырабатывая энергию, за счет которой вращается «колесо». Единственные питательные вещества, необходимые жгутику для роста, — это структурные элементы белка. Они нагнетаются через полый канал в центральной части жгутика и, пройдя через него, в совокупности образуют новый жгутиковый материал. Это очень тонкая нанотехнология, которая даже имеет механизм задней передачи, помогающий организмам находить пишу. Поэтому утверждение о том, что колесо изобретено не природой, далеко от истины. Учитывая огромное количество существующих бактерий, можно сказать, что колесо — самое распространенное средство передвижения на свете.
