Водата кипи при различна температура при различно атмосферно налягане, а атмосферното налягане зависи от надморската височина. При еднакви други условия налягането на по-голяма надморска височина е по-ниско, отколкото на по-малка. В училище са ни учили, че водата кипи при 100°C, a истината е, че това е вярно само на морското равнище. На по-високо водата кипи при по-ниска температура (в София вероятно при около 96-97°C (само грубо предположение, базирано на мътни спомени и най-вероятно е погрешно)).

Друг важен факт е, че докато кипи, водата не повишава температурата си, т.е. колкото и енергия да вкарваме във водата чрез нагревателя, тя няма да превиши температурата си на кипене. Струва си да се спомене също, че освободените пари имат същата температура като тази на водата, когато тя кипи.

От тук следва, че не може да се направи кана, която да се изключва при определена температура, едновеременно с това водата вътре да кипи и в същото време тази кана да е използваема на две различни надморски равнища. Тук дори не става въпрос за някаква голяма денивелация.

Например нека имаме кана, която изключва при 100°C. Ако сме на морското равнище, тя ще работи добре, но ако сме на по-високо, тази температура няма как да се достигне и каната няма да изключи преди водата да изкипи. Да пробваме сега с кана, която изключва при по-ниска температура, да речем, при 95°C. Добре де, но ако сме на място, където водата кипи при по-висока температура (т.е. сме на по-ниско надморско равнище), водата очевидно няма да закипи, защото нагревателят ще се е изключил преди това.

Ето защо не може да се направи универсална кана, която завира вода, с механизъм за изключване при определена температура на водата. Значи механизмът трябва да е друг.

Моето предположение е, че близо до капака има камера с клапа, която се отваря, когато налягането на водните пари стане по-високо от някакво зададено (но по-високо от атмосферното). В камерата пък вероятно има термодатчик, който изключва нагревателя, когато температурата му стане по-висока от някаква, която обаче е по-ниска от температурата на кипене на водата при някаква разумна надморска височина. Налягането вътре в каната се повишава в следствие от повишаването на температурата, което в някакъв момент отваря клапата. Когато тя се отвори, в камерата влизат горещи водни пари и загряват термодатчика, който пък изключва камерата. По-този начин каната може да се направи да работи добре както на морското равнище, така и на Еверест например.

Това, разбира се, е само предположение, изградено на базата на опита ми с каните за завиране на вода (често си правя чай ;-) ). Много е вероятно да бъркам някъде.

• Cosmic Variance – няколко души пишат в този блог, което означава добро разнообразие от интересни теми, все някак свързани с физиката. От тук се осведомявам за новините покрай LHC и преследването на Higgs бозона, а също така научавам нещо за академичния живот отвъд океана и още много други, които просто няма да се опитвам да изброявам.
• Shores of the Dirac Sea – както това романтично заглавие подсказва, тук често се появават публикации за проблемите на физиката на микросвета – квантовата механика, квантовата гравитация и квантовата теория на полето. Освен за сложните модерни теории, тук човек може да научи малко и за физиката на обикновените неща, като кафеварката например.
• Skulls in the Stars – заглавието тук пък с нищо не подсказва, че интересите на автора са от областта на оптиката. Както може да се очаква, публикациите му, свързани с физиката, са предимно на тази тема. Освен физик, авторът е също така почитател на филмите и книгите на ужасите, но аз лично прескачам постовете му на тази тема.
• Dot Physics – или, както гласи подзаглавието, physics about everyday things with everyday explanations. Тук физиката е от гимназиално до първокурсно или второкурсно ниво и е предимно механика. Все пак нещата са представени по доста интересен начин, а и винаги има какво ново да се научи. Забавно ми е и да чета как авторът критикува известните ловци на митове от Дискавъри или пък недоволства от физиката в Wall-E.

Приятно четене!

Откъде да знам имат ли звездите сърца? Сигурно имат нещо, което ги поддържа живи, но имат ли сърца? Не знам, а и един друг въпрос е по-важен.

Аз имам ли сърце?

Това, за което искам да разкажа на любителите на зимните походи, се случи през зимата на 1975 година.

Беше четвъртък, 29 януари – края на първия учебен срок. Няколко учители и няколко младежи решихме да проведем двудневен поход до хижа Чумерна. Като най-възрастен и с най-голям опит в планината, аз бях водач на групата. Тръгнахме с автобуса в 16 часа за рудник Девина. Там пристигнахме към 16,30-17 часа. Вече се свечеряваше. Още на Девина заварихме 2-3 пръста снежец. Поехме по пряката пътека за бившия рудник Кокс и от там трябваше да хванем много известната на по-възрастните шивачевци Мийковска пътека, която свързва Шивачево със село Мийковци – едно от многото селца край гр. Елена. Пътеката минава през връх Чумерна и се спуска на север за Мийковци. Докато стигнем до пътеката, започна да духа студен вятър, снеговалежът се засили.

Още нестигнали до пътеката, трябваше да пресечем едно от многото южни дерета под връх Чумерна. Започнахме да газим дълбок сняг до колене. Това затрудняваше и забавяше движението ни. С кратки почивки се добрахме най-после до сградата на военните, построена на самия връх Чумерна. Тук спряхме да отдъхнем малко и да се подкрепим с топлия чай, който носехме в термосите. Подслонихме се на завет от южната страна на сградата, но духаше много силен и студен вятър. Продължаваше да вали обилен сняг. Не можехме да останем по-дълго време. Трябваше да продължим за хижа Чумерна. Беше тъмно и студено, но мисълта за топлата и уютна хижа, в която скоро щяхме да стигнем, поддържаше нашия дух бодър.

От тук нататък започнаха трудните мигове, които ни предстояха да преживеем. Пътят за хижата върви почти по равното било на балкана и накрая има едно спускане по склона към хижата.

Лошото дойде от това, че бяхме посрещнати от много силен и бурен вятър. Не можехме да се придвижваме, тъй като бяхме заслепени от тъмнината и обилния снеговалеж. Билната поляна на върха дава възможност на туристите да се движат леко и свободно, да се наслаждават на красива панорама, откриваща се пред очите в четирите посоки. Но тази възможност се предоставя тогава, когато времето е ясно и слънчево, а нашият поход можеше вече да се нарече нощен. Имаше една подробност, която в никакъв случай не бе за подценяване. Поляната на юг, откъм рудник Шешкинград завършва с отвесни скали (пропасти). С тази подробност трябваше и бях длъжен да се съобразявам и аз като водач на нашата макар и неголяма туристическа група.

В стремежа и желанието си да вървим все по-надясно и по-далече от пропастта и то срещу насрещния силен вятър, сме се отклонили значително на дясно от пътеката за хижата. Наближили сме по-източния склон от този, по който трябваше да се спуснем за хижата и по който буковите дървета все още не са доизсечени. Но в началото двата склона много си приличат, защото просто са продължение на Чумерненската поляна.

На върха снегът беше издухан от вятъра, но колкото слизахме по-надолу, започнахме да газим все по-дълбок сняг. Направи ми впечатление, че навлязохме в млада борова гора, а аз си спомних, че склонът, който е по-наизток от този, на който е построена хижата, е изсечен изцяло и залесен с борови дръвчета. Разбрах какво се е случило и къде се намираме, и поведох групата вече направо на ляво (на запад). За наша радост вятърът като че ли понамаля, утихна, но снегът, който газехме, ставаше все по-дълбок. Прецених, че долът, който трябваше да преодолеем, е силно навят със сняг и тъй като бяхме много изтощени от борбата с вятъра и снежната стихия, решихме да спрем да си починем и да се подкрепим от храната, която носехме в раниците си. Постлахме найлони върху снега, но как да седнем и вечеряме премръзнали. Решихме, че е необходимо да се постоплим. Трябваше да запалим огън. Но за наше огорчение наоколо нямаше сухи дърва. Имаше млади борови дръвчета и млада букова подраст. Как се пали огън от сурови и мокри клони. Колкото и да ни беше жал, трябваше да прежалим китарата, която Петко носеше и която беше предназначена да ни весели край огъня в хижата. Решихме като се върнем да купим нова китара на Петко, но ръцете ми трепереха, когато извадих туристическия нож от раницата и започнах да я разсичам пред изумените очи на другарите си. Китарата беше много здрава и не беше лесно да я направя на трески, с които трябваше да запалим тъй желания и необходим огън. Въпреки всичко, тя беше превърната в трески, с помощта на които успяхме да запалим огън върху снега. Започнах с ножа да сека клонки и вършинак от суровата букова подраст. За да подсилим огъня, слагахме масло и сланина. Все пак огънят се разгоря и ние малко посгрети успяхме да вечеряме. Снегът под огъня започна да се топи и той започна да потъва все по-дълбоко. Топящият се сняг гасеше огъня и той започна само да дими. Другарите ми започнаха да се отпускат върху снега и да заспиват. Разбрах, че ако се отпуснем, ще настъпи бялата смърт за нас шестимата. И като си помислих, че не бяха изминали месеци от гибелта на 5-мата миньори-шивачевци, които са погребани в обща братска могила, мина ми през ума, че Шивачево утрешния ден ще пограбва нови 6 жертви пак в такава братска могила, загинали от тази нелепа, нежелана смърт. Накарах другарите да станат и започнахме да тъпчем около огъня с цел да не заспиваме и да дочакаме зазоряването. Времето течеше мъчително бавно. Разбрах, че това няма да ни помогне и затова предложих да започнем да се връщаме обратно нагоре по склона по все още личащите следи. В началото аз бях начело, но скоро силите започнаха да ме напускат. Предложих водачеството да поеме много по-младият и силен Петко. В началото следите ни личаха, но колкото по-нагоре се изкачвахме, толкова повече следите се губеха от наветия сняг. Осъзнавайки къде сме попаднали, аз започнах да направлявам Петко да води групата все по-нагоре и по-надясно, изхождайки от местоположението на хижата.

Започна да се разсъмва. Успокоихме се, когато стигнахме до хранилките за сърните направени в района на хижата. Това може би ми възвърна силите и аз отново поех водачеството. Знаех вече, че сме се добрали до пътеката, която се спуска от билната поляна за хижа Чумерна.

Припадна сутрешна мъгла и тъй като все още беше дрезгаво, не можехме да видим хижата. Казах на другарите, че хижата е пред нас на не повече от 40-50 метра, но те не ми вярваха. Едва когато тя се изправи пред нас, всички си отдъхнаха с облекчение.

В хижата всички спяха. Потропахме на вратата. Не чакахме много и хижарят отвори. Не бяха нужни много обяснения на опитния планинар, за да разбере тежкото положение, в което се намирахме. Помолих го да ни осигури във възможно най-кратко време горещ чай и аспирин.

След отморителния сън младите ми приятели имаха вече сили да се шегуват с нощното ни приключение. За мен обаче този поход бе още един урок, който планината ни даде. Запомних завинаги, че с природата шега не бива. Човекът трябва да обича природата, да се ползва от всичките блага, които тя му предоставя, но в същото време трябва да бъде внимателен, да спазва походните изисквания, защото последствията могат да бъдат трагични.

Жестокият урок на зимния балкан не ни обезкуражи. Той само ни накара още по-силно да обикнем суровата красота на природата.

Димитър Азманов
гр. Шивачево

Only trouble is, gee whiz,
I’m dreaming my life away.

Миналата година от баницата на самия купон за Нова година си изтеглих един страхотен късмет – много (широки) усмивки¹. От баницата вкъщи пък ми се паднаха „работа“, паричката и „нова къща“. Страхотно нали?

Много усмивки наистина имаше, някои дадох, някои получих, а някои бяха даже и много широки. Заплатих за тях обаче солено. Струваше си. Истинска работа, обаче, така и не започнах. Най-вероятно затова и парички нямаше много. Без парички пък каква нова къща? Буквално погледнато нищо не се сбъдна (оставяйки настрана усмивките, де). То вярно, че от само себе си няма да се сбъдне, човек сам трябва да сбъдне мечтите си.

А мечти получих тази година. Не много, просто достатъчно така, че да не ми се разпиляват усилията в твърде много посоки. Така изникна работа, но не от онази, за която ти плащат, а такава, която трябва да свършиш, за да се доближиш до целта си. Парата, струва ми се, символизира това, което наистина желае човекът, на когото се пада². Получих си от него. Казват, че домът е там, където е сърцето. В такъв смисъл даже и нова къща си имам. Остава само да стигна там.

Излиза, че всички късметчета са се сбъднали в някакъв смисъл. Въпрос на тълкуване? Сигурно.

1. Опитвам да предам смисъла само с две думи и почти ме е срам от това, защото пожеланието беше много по-оригинално и забавно.
2. В този смисъл парата действително означава пари, само ако се падне на някой сребролюбец.

Един джигит минал на червено и имал късмета да го спре полицай. Започнал да се оправдава, че виждал зелена светлина, когато преминавал през кръстовището. Полицаят помислил, почесал се малко и му написал акт за превишена скорост.

Тук изниква един интересен въпрос: Каква глоба е отнесъл джигитът?

Отговорът после, сега да видим откъде му е хрумнало на катаджията да пише акт за превишена скорост. Много просто – сетил се е за доплеровия ефект.

Какво е доплеров ефект?

Така се нарича явлението, при което наблюдателят приема вълна с различна честота от тази, с която източникът е излъчил вълната. Този ефект се наблюдава, когато източникът и наблюдателят се движат един спрямо друг. Когато се отдалечават, честотата, приемана от наблюдателя е по-ниска от излъчената от източника. Обратно, когато те се приближават, наблюдателят приема вълна с по-висока честота. Законът за изменение на честотата при доплеров ефект изглежда ето така:

Тук е честотата, с която източникът излъчва вълна, а е честотата, с която я приема наблюдателят; е скоростта на разпространение на вълната в дадената среда, а е скоростта, с която източникът и наблюдателят се движат един спрямо друг. Знакът е ‘‘, ако се отдалечават и ‘‘, ако се приближават.

Всичко това е много хубаво, но какво общо има доплеровият ефект с нашата басня за катаджията и джигита? Споменах вече в предишен пост, че светлината е електромагнитна вълна и се движи с крайна скорост, поради това доплеров ефект съществува и при излъчването и приемането на светлина.

Така, в нашата историйка си имаме източник и наблюдател – в ролята на светофара и джигита съответно.  Освен това те се движат един спрямо друг. Светофарът е светел червено. Не знам точно на каква дължина на вълната е излъчвал, но He-Ne лазер излъчва на близо 630 nm и цветът му много се доближава до цвета на червен светофар, затова ще приемем, че червеният светофар има такава дължина на вълната. За зеления цвят ще направим друго подобно нещо. Втората хармонична на Nd:YAG лазер е на 532 nm, което е горе-долу в средата на зелената част от видимия спектър, затова ще приемем, че зеленият светофар има такава дължина на вълната. Да обобщим, за дължини на вълните на червеното и на зеленото взехме съответно и . Светлината пък се движи във въздух със скорост .

Не съм съвсем коректен, по-горе казах, че при доплеров ефект честотата се променя, а тук говоря за дължини на вълните. Всъщност те са пряко свързани със скоростта на светлината (която на всичкото отгоре е константа) така:

Т.е. честотата е обратнопропорционална на дължината на вълната . Сега става ясно, че зеленият цвят е с по-висока честота от червения. Доплеровият ефект пък казва, че възприеманата честота е по-висока от излъчената, ако източникът и наблюдателят се приближават един към друг. Нашият случай е такъв – джигитът се приближава към светофара. Значи, чисто теоретично, е възможно джигитът да е видял червения цвят като зелен. Нека да видим, обаче, с каква скорост трябва да се е движил той, за да направи такова наблюдение.

Сметката е проста. Заместваме честотата в първата формула с израза за дължините на вълните, като имаме предвид, че джигитът се приближава към светофара (знакът е ‘‘) и получаваме:

Тук сме заместили с . Сега трябва само да решим това уравнение спрямо скоростта на приближаване на джигита към кръстовището . С малко алгебрични сметки стигаме до следната формула за :

Готово, сега като заместим с числата, ще получим колко бързо трябва да се е движил джигитът, за да види червения светофар като зелен.

Така написано не изглежда много, но всъщност тази скорост е достатъчна да се обиколи веднъж Земята по екватора за една секунда.

Е, джигитът трябва да е отнесъл бая солена глоба за движение с такава скорост, като се има предвид, че разрешената в града е едва . Мисля, че по-леко щеше да му се размине с глобата за минаване на червено.

В нашата историйка за джигита и полицая има и други също толкова невероятни неща. Сигурно сте се сетили кои.

На Паниците ни посрещна благо и слънчево време. Съвсем малко по-нагоре, обаче, плаха мъгла взе да наднича между клоните. И така, приключението започна.