Рассказываем, что такое давление, как оно рассчитывается и где мы сталкиваемся с ним каждый день.

Теория: что говорит нам физика

Любое вещество в условиях гравитации оказывает давление. По определению это:

В международной системе СИ (от франц. ‘Le Système International d'Unités’, SI) давление измеряется в Паскалях (Па) и обозначается буквой p. 

Формула, вытекающая из определения, выглядит так:

Давление твердых тел, жидкости и газа проходит по-разному.

У твердого тела в условиях гравитации есть точка опоры. Все давление приходится на нее, а значит, оно неравномерно.

Жидкость и газ заполняют сосуд и оказывают давление не только на его дно, но и на стенки (а газ — и на крышку). Если надавить на любую точку заполненного сосуда (предположим, это полиэтиленовый пакет), то давление равномерно передастся во всех направлениях: вниз, вверх и вбок. Это закон Паскаля.

Гидростатическое давление

Это давление столбика жидкости (точнее, его веса) на дно сосуда. Отсюда можно вывести новую формулу:

У поверхности жидкости ее давление на стенки сосуда будет практически равно нулю (так как чем ближе к поверхности, тем меньше вес жидкости), а ближе ко дну будет действовать формула ρgh.

Давление (любое, не только гидростатическое) может отсутствовать только в вакууме, потому что в нем нет вещества, которое могло бы его создавать. Абсолютный вакуум не достижим или достижим только в искусственных условиях, так как даже в космосе есть минимальная концентрация молекул — а значит, есть и давление, но в ничтожных количествах. 

Также в науке есть понятие «физический вакуум», которое означает лишенное вещества пространство. Заполненное квантовым полем, оно все же не может быть охарактеризовано как «абсолютная пустота», так как в этих условиях постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы.

Практика: давление в реальной жизни

Давление — это не всегда больно и неприятно. С некоторыми его видами мы сталкиваемся каждый день, едва ли задумываясь об этом.

Атмосферное давление

Атмосфера любой планеты состоит из газов и удерживается гравитацией. Высота атмосферы Земли — примерно 100 км.

Так как на газ действует гравитация, у воздуха тоже есть вес. Логично предположить, что у поверхности планеты он будет тяжелее, чем на вершине горы. Давление этой 100-километровой массы на поверхность планеты (а заодно и нас) называется атмосферным.

Атмосферное давление, кроме Паскалей, может измеряться в миллиметрах ртутного столба и атмосферах.

Артериальное давление

Огромный вес воздуха должен был бы нас раздавить, если бы в нас не было крови, которая оказывает внутреннее давление на сосуды. В данном случае — на артерии.

Кровь движется в сосудах не равномерно, а толчками — под воздействием сокращения сердечной мышцы. Загадочные цифры «120/90» — это фиксация превышения давления крови на стенки сосудов над атмосферным давлением, где «120» — максимальное значение в момент сокращения сердца (систолическое давление), а «90» — минимальное значение (диастолическое).

Давление — основная величина в термодинамике, и понять, что это значит, не так уж и сложно. Но если учитель или преподаватель давит слишком сильно, наш студенческий сервис поможет справиться с контрольной, лабораторной, курсовой и любой другой работой. Ждем вас в FenixHelp!

Продолжаем изучение основ термодинамики и рассказываем о том, как второе начало мешает изобретению еще одного perpetuum mobile.

Вечный двигатель второго рода

Открытие первого начала термодинамики должно было разрушить мечту ученых и изобретателей создать вечный двигатель. Однако люди быстро придумали ей замену: если нельзя разработать устройство, которому для работы не нужна энергия извне, значит, построим хотя бы то, что сможет использовать всю теплоту. Этот потенциальный механизм получил название «вечного двигателя второго рода» и не противоречил первому началу термодинамики.

Разочарование не заставило себя ждать: сотни экспериментов и попыток разработки такого механизма показали, что нельзя провести передачу энергии от более холодного тела к более горячему. А если нет теплоты, то нет и работы.

Неудачные опыты навели ученых на мысль, что есть еще один термодинамический закон, о котором пока никто не знает.

Что говорит второе начало термодинамики?

Новый постулат был выведен только на основании отрицательных результатов экспериментов. Основной физический смысл выражает закон сохранения энтропии, чья классическая формулировка звучит так:

В изолированной системе энтропия не уменьшается

Этот закон был открыт в 1865 году немецким ученым Рудольфом Клаузиусом, а теоретически обоснован лишь в 1870-х — австрийским коллегой Людвигом Больцманом.

Чтобы понять, что это значит, разберем несколько понятий.

Термодинамическая функция

В прошлой статье мы рассказали о том, что такое термодинамическая система — объединенная чем-либо совокупность большого количества частиц. Для описания этих систем ученые используют функции состояния, или термодинамический потенциал. Это физическая величина, заданная с учетом нескольких независимых переменных текущего состояния термодинамического равновесия.

К таким параметрам состояния относятся масса, давление, внутренняя энергия и некоторые другие. Чтобы понять значение второго закона термодинамики, разберем, что такое энтропия.

Энтропия

Если бы вечный двигатель второго рода был изобретен, то мы бы научились использовать всю внешнюю энергию источника в механическую работу, а коэффициент полезного действия (КПД) был бы равен 100%, или 1. Это невозможно, потому что часть теплоты во время передачи обязательно рассеивается или превращается в другие виды энергии, которые нельзя использовать для механической работы.

Энтропия — мера необратимого рассеивания энергии. Эта функция состояния была введена в теоретическую физику все тем же Р. Клаузиусом в формулировке, которую мы привели несколькими абзацами выше. Энтропия остается постоянной, если процесс замкнут и обратим, и меняется в положительную сторону при замкнутых и необратимых.

Формула энтропии, обозначаемой буквой S, выглядит так:

Тепловая смерть Вселенной

Введение понятия энтропии позволило обосновать второе начало термодинамики, окончательно опровергнуть возможность изобретения вечного двигателя и… создать новую антинаучную теорию.

Гипотеза о тепловой смерти Вселенной (или Большом замерзании) также была сформулирована Р. Клаузиусом. Согласно второму началу термодинамики, физическая система, которая не обменивается энергией с другими системами, стремится к наиболее вероятному равновесному состоянию, или состоянию с максимумом энтропии. Под определение такой системы во времена Р.Клаузиуса Вселенная вполне подходила — а это значило, что в определенный момент она должна была прийти в состояние равновесия. Внутренние процессы прекратились бы, а жизнь на Земле стала бы невозможной.

Возникновение гипотезы вызвало критику и попытки ее опровержения. Например, аргументом было представление о том, что Вселенная бесконечна, в то время как второе начало термодинамики касается только конечных систем. Несмотря на это, некоторые ученые придерживались идеи о тепловой смерти до середины 20-го века, а сама гипотеза по-прежнему находит отражение в литературе и кинематографе.

Тема тепловой смерти Вселенной затрагивается в рассказе Айзека Азимова «Последний вопрос», опубликованном в 1956 году. 

Научное сообщество 21 века не поддерживает эту гипотезу, так как опытным путем было выяснено, что у применения второго начала термодинамики есть верхняя и нижняя границы. Эти параметры ставят под сомнение идею о неизбежном «конце света», по крайней мере, таком его варианте. Однако пока ученым точно не известно, какие именно процессы космологического масштаба препятствуют росту энтропии.

Надеемся, что наша статья упростила понимание второго начала термодинамики и объяснила, почему изобретение вечного двигателя невозможно. Правда, для решения сложных задач знания основ теории, скорее всего, окажется недостаточно. Но выход есть: обращайтесь к авторам FenixHelp — здесь вам всегда помогут с выполнением и оформлением любой учебной работы.

Рассказываем, как появилась дисциплина «органическая химия» и что она изучает.

С чего все началось

Понятие «органическая химия» было введено в 1806 году шведским ученым Йёнсом Якобом Берцелиусом. Тогда к органике относили вещества, которые входят в состав тел живых организмов. Все живое наделяли особыми свойствами: с древних времен люди верили, что у органических веществ (по Аристотелю — царства животных и растений), в отличие от неорганических (царства минералов), есть «жизненная сила». Это учение называлось витализмом.

Это было трагедией для научного мира, смириться с которой удалось не сразу. Учение о витализме с точки зрения химии продолжало существовать в течение следующих 40 лет, а ученые (например, Луи Пастер) проводили эксперименты, чтобы подтвердить наличие «жизненной силы».

Что изучает органическая химия

С тех пор произошло много научных открытий. Сейчас органическая химия — раздел науки, изучающий строение и свойства соединений, в состав которых входит углеводород, а также производных веществ.

Органических веществ куда больше, чем может показаться на первый взгляд. Почти все многообразие современного мира так или иначе связано с этим видом соединений: от лекарств до OLED-дисплеев, которые все чаще используются в производстве телевизоров и смартфонов. 

У химиков-органиков много задач:

• выделение веществ из ископаемого, животного или растительного сырья;
• определение структуры соединений и их свойств;
• синтез в искусственных условиях новых органических веществ.

Изучение органической химии — еще один шаг к пониманию устройства мира. Если вам интересны научные исследования, но не все получается, или учеба по другим предметам занимает слишком много времени, доверьте свои проблемы ФениксХелп. Наши авторы поддержат и помогут разобраться с любой сложной темой.

Несмотря на то что основная часть жителей планеты ведет дневной образ жизни, «ночные» вакансии есть практически в каждой профессиональной сфере. Мы собрали те из них, куда можно устроиться, не имея специальных навыков.

Кому нравится работать по ночам

Изобретение электричества изменило образ жизни человека. Люди, привыкшие быть «жаворонками», потому что у них не было другого выбора, получили шанс продлить время бодрствования. Настоящие «ранние пташки» используют его, чтобы закончить дела, а совы — чтобы начать.

Несмотря на то что хронотип, определяющий время повышенной работоспособности, заложен в генах, организм достаточно гибок. Это значит, что склонность человека бодрствовать днем или ночью в значительной степени определяется социальными факторами и личными предпочтениями. Ночной образ жизни выбирают как люди, которые любят быть в тишине, так и те, кому нравится быть в гуще событий.

Чем опасна «ночная» работа

В то же время ночная работа не подойдет людям со слабым здоровьем: сбитый режим дня активирует хронические заболевания, понижает иммунитет, негативно влияет на настроение. Щадящий график 2/2 уменьшает нагрузку на здоровье, но не перекрывает отрицательный эффект. Социализация тоже потерпит удар — человеку, сменившему образ жизни на ночной, будет сложнее синхронизировать свой график с графиками родных, друзей и остальным миром «жаворонков» — поликлиниками, государственными службами, торговыми центрами и даже начальством, которое наверняка работает днем.

Кем можно работать ночью

Круглосуточного режима придерживаются все срочные службы — медики, пожарные, полиция, МЧС — и часто ночные смены бывают более напряженными, чем дневные. В больших городах в режиме 24/7 работают аптеки, супермаркеты, гостиничный и ресторанный бизнес, предприятия, обеспечивающие жизнедеятельность города (электростанции, транспорт), и даже некоторые кинотеатры. Для большинства вакансий нужно иметь специальные навыки, поэтому мы выбрали только те сферы, где они не обязательны.

Фриланс

Удаленную работу выбирают люди, ценящие комфорт, свободу и время. Мы уже писали о способах заработка в интернете, но большая часть идей подходит людям, которые уже знают, чем хотят заниматься, и потратили время на обучение этим навыкам. Однако не надо забывать, что мир digital развивается, поэтому каждый год список профессий пополняется еще на пару десятков позиций. Образование не нужно модераторам, личным помощникам блогеров, транскрибаторам (людям, расшифровывающим аудиозаписи). Несложные задания можно найти на биржах FL, work-zilla, а полноценную работу — в телеграм-каналах.

Образование

Многим людям кажется, что у них нет полезных навыков, однако если вы можете прочитать это предложение, то это точно не так — по крайней мере, вы умеете читать и искать информацию в интернете. Скорее всего, у вас есть и другие знания, которым несложно найти применение. Студенты могут объяснить материал и помочь с домашним заданием школьникам, а недавние выпускники — учащимся вузов и колледжей. Найти заказы (срочные и несрочные), которые можно выполнять ночью у себя дома, проще всего на платформе ФениксХелп, а учеников из других часовых поясов или таких же «сов» из вашего — на TutorOnline.

Техподдержка и колл-центры

Офлайн-профессии тоже не следует сбрасывать со счетов. Общительные «совы» могут попробовать себя в консалтинге, несмотря на то, что эти вакансии традиционно считаются «дневными» — по времени работы большинства магазинов и фирм. Крупные компании охватывают широкий рынок, затрагивающий регионы в разных часовых поясах. Круглосуточная работа менеджеров по работе с клиентами помогает бизнесу поддерживать связь и сохранять лояльность аудитории.

Рестораны и гостиницы

Сфера гостеприимства — одна из немногих, где вакансий для «сов» примерно столько же, сколько и для «жаворонков». Отели, гостиницы и хостелы работают круглосуточно и не могут оставаться на плаву без «ночных» администраторов. Рестораны, клубы, бары большую часть прибыли получают в темное время суток и часто работают до утра. Зарплата обслуживающего персонала обычно не высока, но если должность подразумевает контакт с посетителями (официант, бармен, хостес), то этот недостаток восполнят чаевые.

Склады и охрана

Упаковщики товаров, вахтеры и сторожи тоже в основном «совы». Скорее всего, работодателю не будет важен опыт работы и профессиональные навыки. Некоторые вакансии вахтеров можно совмещать с фрилансом — главное, не терять бдительность.

Надеемся, что наша статья помогла определиться с выбором и найти профессию по душе. Переход на ночной образ жизни лучше рассматривать как временный вариант, пока не подвернется более подходящая дневная вакансия. А до тех пор следите за здоровьем и настроением — хорошее самочувствие важнее денег.

Рассказываем, что такое плановая экономика и чем она отличается от рыночной.

Что такое плановая экономика

Это экономическая система, которая подразумевает наличие единого государственного экономического плана. Материальные ресурсы (как производственные, так и природные) находятся в общественном доступе под контролем чиновников и не могут стать чьей-либо собственностью. 

В условиях плановой экономики главную роль играет государство: от его политики зависят цены, зарплаты, объем производства и в принципе наличие в стране товаров и услуг. Жесткий контроль отрицательно сказывается на развитии частного бизнеса, что сводит на нет главный двигатель прогресса — конкуренцию.

Классическими примерами стран с таким укладом можно назвать СССР и другие государства, идентифицировавшие себя как социалистические (Китай, Вьетнам, Куба и др.). На данный момент полностью централизованная плановая экономика нигде не представлена: даже в Северной Корее под влиянием кризиса начался медленный переход в сторону рынка.

Плановой экономике обычно противопоставляют рыночную, которая базируется на принципах свободного предпринимательства. В меньшей степени, чем в странах социалистического блока, планирование встречалось и встречается в государствах с рыночной экономикой. Например, во время Второй мировой войны прибегнуть к такой системе распределения ресурсов пришлось всем участникам конфликта, в том числе традиционно капиталистическим США, Великобритании, Франции.

Частично планируют развитие многие страны Запада (Франция, Бельгия и др.). Регулирование проходит в форме диалога с частным бизнесом: вместо четких указаний чиновники и предприниматели составляют схему роста экономики вместе. Такое планирование называется индикативным. 

В Норвегии чиновники пошли дальше и установили монополию на добычу и продажу нефти, газа и других природных ресурсов. Все деньги от этой отрасли поступают в государственный бюджет.

Недостатки плановой экономики

Как мы уже сказали, главную роль в странах с такой системой играет государство. Органы власти ограничивают условия ведения бизнеса (если они вообще есть), что приводит к крайне нежелательным для развития факторам:

1. Монополия. В странах с плановой экономикой чаще всего отсутствует конкуренция продукции государственных предприятий, у которых есть задача выполнить определенный объем работ за отведенный срок. В таких условиях снижается мотивация повышения качества работы — лучше все равно никто не сделает, так как альтернатив нет.
2. Консервативность. Любые нововведения — это риск. Поэтому приоритет всегда отдается в сторону проверенных решений, а инновации вводятся только после многолетнего успешного опыта стран с рыночной экономикой. Технологическое отставание от остального мира неизбежно.
3. Зависимость. Все предприятия подчиняются государственному аппарату и обязаны исполнять даже не самые выгодные и ничем не мотивированные решения и приказы чиновников.

Преимущества плановой экономики

Плюсы у планирования хозяйства тоже есть — поэтому даже страны с ярко выраженной рыночной экономикой время от времени прибегают к планированию. Прежде всего это социальные факторы: 

1. Снижение уровня безработицы. Четкий план предусматривает занятость всего населения, поэтому работы хватит на всех.
2. Низкая степень расслоения общества. Уровень заработных плат регулирует государство, а каста предпринимателей в принципе отсутствует.
3. Большое количество социальных гарантий. У государства достаточно ресурсов, чтобы выделить бюджет на поддержку населения. Однако качество этих услуг также регулируется только руководством страны.

Кроме того, так как все производство и добыча природных ресурсов сосредоточены в руках чиновников, у государственного аппарата больше возможностей грамотного перераспределения средств бюджета на нужды страны.

Как видите, не все так гладко: у любой экономики — и плановой, и рыночной — есть преимущества и недостатки. Придумать более совершенную экономическую модель вы можете сами. А если этому мешает учеба по другим предметам, обращайтесь в Феникс.Хелп, он поможет справиться с любыми контрольными, курсовыми и дипломными работами.