Четыре дамы и молодой человек в вакууме. Нестандартные задачи обо всем на свете - Илья Леенсон Страница 57

По кольцам нельзя определить возраст дерева в Африке из-за наибольшего процента в мире неграмотного населения.

Колец на деревьях нет в заповедниках, т. к. там деревья нельзя пилить.

Кисель в кожуре

Нагревание замороженных плодов в воде будет происходить гораздо быстрее, чем на воздухе, из-за значительно более высокой теплопроводности воды. При медленном нагревании (на воздухе) до комнатной температуры растительные клетки остаются целыми и сохраняют свою упругость (осмотическое давление в них остается прежним). При быстром нагревании расширяющаяся внутриклеточная жидкость разрывает оболочку клеток – и получается полужидкая масса.

«Мафусаил» среди трав

1. Нуклид ¹⁴С непрерывно образуется в верхних слоях атмосферы под действием космических лучей: нейтроны выбивают протоны из атомов азота ¹⁴N, превращая их в атомы ¹⁴С, которые быстро окисляются до ¹⁴СО₂. При этом общая скорость образования ¹⁴С в атмосфере равна скорости его распада. В результате этих двух процессов содержание ¹⁴С в углекислом газе атмосферы поддерживается на постоянном уровне.

2. Во всех живых организмах происходит обмен веществ (в том числе и углеродсодержащих) с окружающей средой. Растения синтезируют свою массу с использованием углекислого газа воздуха, животные едят растения или других животных, поедающих растения. Поэтому изотопный состав углерода в живых растениях и животных такой же, как и в углекислом газе воздуха. Исключение составляют внутренние слои древесины очень старых деревьев; определение в них содержания ¹⁴С явилось одним из подтверждений правильности радиоуглеродного метода.

3. После гибели организма обмен углерода с окружающей средой прекращается, и содержание ¹⁴C в останках начинает уменьшаться в результате радиоактивного распада.

4. Кальций попадает в подземные воды в результате растворения в них углекислого газа, который образует очень слабый раствор угольной кислоты: Н₂О + СО₂ → Н₂СО₃. Этот раствор, проходя через известковые горные породы, частично растворяет их (так образуются карстовые пещеры): Н₂СО₃ + СаСО₃ → Са(НСО₃)₂. При испарении гидрокарбонатно-кальциевой воды снова выпадает в осадок карбонат кальция: Са(НСО₃)₂ → СаСО₃ + СО₂ + Н₂О. Если процесс идет медленно, могут образоваться красивые кристаллы. Вероятно, во второй пещере сталактиты образовались так давно (сотни тысяч лет назад), что весь радиоуглерод в них успел распасться. Возможно также, что вода насыщалась углекислым газом не атмосферного происхождения, например газом из вулканов, который уже не содержал радиоуглерода. В первой же пещере сталактиты образовались не очень давно (сотни лет назад), а вода насыщалась углекислым газом воздуха.

5. Содержание радиоуглерода в траве должно быть таким же, как в углекислом газе воздуха. Но только в том случае, если воздух свежий. Трава на Садовом кольце с очень интенсивным движением «питалась» в значительной мере углекислым газом, содержащимся в выхлопах автотранспорта. Очевидно, что СО₂, полученный сжиганием нефтепродуктов, совсем не содержит ¹⁴C, так как в нефти радиоуглерод давно и полностью распался (ее возраст составляет миллионы лет). Поэтому измерения и показали сильно заниженное содержание ¹⁴C в траве.

Рыбонька моя, ты не простудилась?

1. Автор статьи, видимо, думал, что при замерзании воды ее температура равна +4 ℃. Но тогда и температура образовавшегося льда должна быть такой же. И то и другое при атмосферном давлении невозможно. При +4 ℃ жидкая вода просто имеет наибольшую плотность. Охлажденные до температуры замерзания слои воды (они расположены непосредственно подо льдом) легче более теплых слоев, расположенных ниже, и потому не опускаются на дно. Это препятствует промерзанию водоема до дна.

2. При повышенных давлениях вода может быть жидкой от минимальной температуры затвердевания (–22 ℃) вплоть до критической температуры (больше 300 ℃), а осторожным охлаждением небольшого количества очень чистой воды можно получить так называемую переохлажденную жидкую воду, температура которой ниже –70 ℃!

Красна птица перьями

Первый механизм – дифракция (она называется структурной, так как вызвана регулярным повторением элементов структуры перьев – углублений и выступов в виде пятен и бороздок с периодом от одного до нескольких микрометров). Дифракционная окраска свойственна павлинам, фазанам, колибри, тропическим бабочкам, многим видам жуков. У некоторых животных подобные структуры могут покрывать тело в несколько слоев, образуя «многоэтажную» (объемную) дифракционную решетку. Цвет меняется в зависимости от угла падения света и от того, под каким углом рассматривается поверхность. Чаще всего в природе наблюдается зеленая, синяя или голубая дифракционная окраска.

Второй механизм – интерференционный, когда цвет образуется на тонких прозрачных внешних покровах (клинообразных в сечении) с толщиной слоя от десятых долей микрометра до нескольких микрометров.

Чистоплотные четвероногие

Если понаблюдать за кошками на природе (например, на садовом участке), то можно заметить особенности их охоты: кошка может очень долго сидеть в засаде, поджидая, когда ее жертва (чаще всего мышь) окажется в зоне досягаемости – на расстоянии одного-двух прыжков. Поэтому она не должна выдать себя посторонним запахом. Собаки же охотятся иначе: они гонят жертву, иногда довольно долго, пока ее не настигнут. Понятно, что быть особо чистоплотными им ни к чему.

«Мельканье брачущихся пар…»

Молекулы феромона, выделяемые самкой, подхватываются ветром и в результате конвекционных процессов в воздухе постепенно образуют сильно вытянутый конус. Его длина (вернее, высота) равна 2 км (на этом расстоянии находится самец), диаметр основания – 100 м. Но для простоты (все расчеты ведь оценочные) будем считать, что молекулы феромона распределены в цилиндре диаметром 100 м, который имеет площадь поперечного сечения примерно 8000 м² = 8 · 10⁷ см², длину 2 км = 2 · 10⁵ см и объем 16 · 10¹² см³. Столько же в нем содержится молекул. Этот цилиндр образуется с помощью ветра за 30 мин = 1800 с, и все это время феромоны должны выделяться, чтобы самец не потерял направления. Следовательно, самка, чтобы наполнить этот цилиндр феромоном, должна выделять его со скоростью 16 · 10¹²/1800, т. е. примерно 9 млрд молекул в секунду. Всего же она выделит (16 · 10¹²/6 · 10²³) · 200 ≈ 5 · 10^–9 г = 5 нг вещества – примерно столько же выделяет феромонов и муравей.