Physics.Math.Code

🎈 Резиновый шарик в тепловизоре 🔥 Рассмотрим видео от нашего подписчика. Ранее на канале был уже такой опыт. Кратко о происходящем: Резиновый шарик растягивают ➜ Он нагревается (это видно в тепловизоре) ➜ Ждут пока температура выровняется ➜ Резко отпускают, шарик принимает обратно свою форму, но в тепловизоре заметно сильно охлаждение. Этот опыт демонстрирует обратный (или аномальный) термоупругий эффект Гоу-Джуля в резине. Это фундаментальное свойство каучуков и эластомеров, и внутренние напряжения здесь играют ключевую роль. 1. Растяжение шарика (Нагревание): Вы прикладываете силу, чтобы растянуть сетку полимерных цепей, из которых состоит резина. В нерастянутом состоянии длинные, хаотично свернутые полимерные молекулы находятся в состоянии с максимальной энтропией (максимальным беспорядком). При растяжении вы вынуждаете эти цепи выпрямляться и ориентироваться вдоль направления растяжения. Система становится более упорядоченной — её энтропия уменьшается. С термодинамической точки зрения, резиновая деформация — это в первую очередь энтропийный процесс. Внутренняя энергия цепи почти не меняется при растяжении. Согласно уравнению состояния идеального эластомера (аналог уравнения Клапейрона-Менделеева для газов): σ ~ T, где σ — напряжение, T — температура. При постоянной длине растяжения увеличение температуры повышает напряжение. Когда вы растягиваете шарик быстро (адиабатически), системе не хватает времени для теплообмена. Уменьшение энтропии (увеличение упорядоченности) при постоянной внутренней энергии должно сопровождаться выделением тепла, чтобы выполнялись законы термодинамики. Работа, совершаемая вами над резиной, переходит не в увеличение потенциальной энергии межмолекулярных связей (как в металле), а в уменьшение энтропии и, как следствие, в повышение температуры. Внутренние напряжения здесь — прямое следствие вынужденного снижения энтропии цепей. 2. Ожидание (Теплообмен): Растянутый шарик остывает до температуры окружающей среды, отдавая избыточное тепло. Теперь он находится в равновесном растянутом состоянии при комнатной температуре, но с высоким уровнем внутренних (энтропийных) напряжений. Цепи остаются в вытянутом, неестественном для них состоянии. 3. Резкое отпускание (Сильное охлаждение): Вы убираете внешнюю силу. Внутренние напряжения, запасенные в выпрямленных полимерных цепях, теперь выполняют работу. Цепи начинают стремительно сворачиваться обратно в хаотичные клубки, чтобы вернуться в состояние с максимальной энтропией (максимальным беспорядком). Этот процесс быстрого сворачивания (сжатия) является энтропийно-двигательной силой. Цепи совершают работу по сворачиванию, преодолевая внутреннее трение (вязкое сопротивление). Для совершения этой работы им нужна энергия. Поскольку процесс быстрый (адиабатический), эта энергия берется из их собственной тепловой (кинетической) энергии. В результате температура полимерной сетки резко падает. Это прямое следствие преобразования внутренней тепловой энергии в механическую работу, совершаемую против вязких сил при сворачивании. ❓ А теперь пара вопросов по опыту: 1. Почему шарик сильнее охлаждается в той части, где есть переход в более широкий участок резины? 2. С железной пружиной будет точно такие же результаты? Если мы растянем пружину, потом подождем и дадим ей вернуться в исходное состояние, то она охладится? #физика #механика #видеоуроки #science #термодинамика #МКТ #physics #опыты #эксперименты 💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

⚡️ Друзья-подписчики, которые имеют premium-подписку, нужно помочь сообществу голосами, чтобы открыть больше возможностей в публикации историй: https://t.me/boost/physics_lib ⭐️ Кому не сложно, поделитесь голосами-бустами [ Это бесплатно для премиум-подписчиков ]

💧 Батавские слёзки или капли принца Руперта (англ. Prince Rupert's drops) — застывшие капли закалённого стекла, обладающие чрезвычайно высокими внутренними механическими напряжениями. Скорее всего, подобные стеклянные капли были известны стеклодувам с незапамятных времён, однако внимание учёных они привлекли в середине XVII века. Если капнуть расплавленным стеклом в холодную воду и стекло после этого не лопнет, а начнёт застывать, получается капля в форме головастика, с длинным изогнутым «хвостом». При этом «голова» капли обладает исключительной прочностью, по ней можно бить металлическим молотком в полную силу, и в зависимости от объёма она выдерживает усилие гидравлического пресса до 30 тонн, оставляя вмятину на стали. Но стоит надломить или просто задеть «хвост» капли, и она мгновенно разлетается на мелкие осколки, по направлению от «хвоста» к «голове». По этой причине надламывание желательно проводить под слоем жидкости, и инструментом типа щипцов, так как при этом опыте помимо опасности от самого стекла происходит гидроудар из-за очень резкого расширения поля осколков. На кадрах, зарегистрированных с помощью высокоскоростной съёмки, видно, что фронт «взрыва» движется по капле с большой скоростью: 1,2 км/с (для сравнения: скорость звука в воздухе 0,34 км/с, скорость детонации взрывчатки — 2—9 км/с). Если опыт проводится в темноте, заметна также триболюминесценция. В поляризованном свете видно, что капля не изотропна, а испытывает сильные внутренние напряжения, что и вызывает такие свойства. #физика #сопромат #physics #mechanics #механика #опыты #кинематика #эксперименты #видеоуроки 💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

🧩 Задача на C++: "Таинственная конкатенация" 🖥 Что выведет следующая программа? Будьте внимательны!

    
        #include <iostream>
#define MERGE(a, b) a ## b

int main() {
    const char* result1 = MERGE("Hello, ", "World!");
    const char* result2 = MERGE("Hello, ", "World" "!");
    
    std::cout << result1 << std::endl;
    std::cout << result2 << std::endl;
    return 0;
}{}
    

Варианты: 1. Обе строки выведут "Hello, World!" 2. Ошибка компиляции 3. Первая выведет мусор, вторая — "Hello, World!" 4. Первая вызовет ошибку, вторая скомпилируется Задумайтесь на минутку, прежде чем запускать код... 🔍 Разбор проблемы Правильный ответ: 2 (Ошибка компиляции) или, если точнее, ошибка возникнет уже на строке с result1. 🖥 Код с решением и комментариями:

#include <iostream> #define MERGE(a, b) a ## b int main() { // Эта строка НЕ скомпилируется: // const char* result1 = MERGE("Hello, ", "World!"); // После раскрытия макроса получим: "Hello, ""World!" // Это два отдельных строковых литерала без оператора конкатенации // А вот эта строка скомпилируется и выведет "Hello, World!": const char* result2 = MERGE("Hello, ", "World" "!"); // После раскрытия макроса получим: "Hello, ""World""!" // А благодаря фазе трансляции, соседние строковые литералы // сливаются в один: "Hello, World!!" // Правильный способ через макрос: const char* result3 = "Hello, " "World!"; std::cout << result2 << std::endl; // Выведет: Hello, World!! std::cout << result3 << std::endl; // Выведет: Hello, World! return 0; }

📚 Малоизвестный факт: В C++ есть специальная фаза трансляции, где соседние строковые литералы объединяются в один. Например: const char* s = "Hello, " "World!"; // Эквивалентно "Hello, World!" Но этот процесс происходит до раскрытия макросов, поэтому MERGE("Hello, ", "World!") не работает как ожидается. Ключевые моменты: 1. Оператор ## в макросах выполняет сращивание токенов, а не строк 2. Строковые литералы автоматически конкатенируются на фазе трансляции 3. Макросы раскрываются на более поздней фазе, когда уже слишком поздно для "правильной" конкатенации строк Будьте осторожны с оператором ## при работе со строковыми литералами! Для их конкатенации лучше использовать обычное расположение рядом или constexpr функции в современном C++. Чем токен отличается от строки? 1. Токен (в контексте препроцессора C++) — это минимальная единица текста программы, которую распознает препроцессор ( int, main, (, ), {, "Hello", 123, +, ; ) Препроцессор работает именно на уровне токенов. Оператор ## сращивает именно токены, а не их значение 2. Строковый литерал — это конкретный тип токена, который представляет строку в кавычках. Пример: "Hello" — это один токен типа "строковый литерал" Ещё по теме: Задачки по программированию для наших подписчиков [ C/C++ ] #C #cpp #cplusplus #программирование #задачи 💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Хочется первым узнавать про стажировки, ивенты и курсы? Искать не нужно, ведь все уже собрано в телеграм-канале Т-Образования. Вот что там есть: — анонсы стажировок, курсов и мероприятий; — полезные материалы для любого уровня; — навигация по карьерным трекам; — вдохновляющее комьюнити. Подписывайтесь на канал, чтобы быть в курсе всех событий Т-Образования.

💧 Эффект Лейденфроста — явление, при котором жидкость в контакте с твёрдой поверхностью, значительно более горячей, чем точка кипения этой жидкости, образует теплоизолирующую прослойку пара между поверхностью и жидкостью, замедляющую быстрое выкипание, например, капли жидкости на этой поверхности. Также это явление называют кризисом кипения. Посмотреть ещё видео по теме данного явления здесь. При контакте жидкости с поверхностью, нагретой значительно выше температуры кипения жидкости, возникает устойчивый слой пара, который термодинамически изолирует жидкость от поверхности. Это приводит к парадоксальному уменьшению теплоотвода и увеличению времени испарения капли. 1. При температурах поверхности выше точки Лейденфроста (для воды ~ 190-220 °C при атмосферном давлении) контактная часть капли мгновенно испаряется. 2. Образовавшийся паровый слой имеет низкую теплопроводность по сравнению с жидкостью. 3. Давление пара поддерживает каплю в левитирующем состоянии, минимизируя площадь непосредственного контакта. 4. Теплообмен происходит в основном за счет теплопроводности через пар и излучения. Для количественного описания эффекта ключевым параметром является толщина паровой прослойки δ, определяемая балансом сил давления пара, вязкого трения в паре и гидростатического давления. Активные исследования посвящены динамике капель в режиме Лейденфроста (самоорганизованное движение, эффект ракеты), влиянию структурированных и супергидрофобных поверхностей на точку Лейденфроста, а также управлению теплообменом через модификацию текстуры поверхности. ▪️ Этот эффект объясняет поведение капель воды на раскалённой сковороде. ▪️ Криогенная безопасность: явление позволяет кратковременно погружать руку в жидкий азот без мгновенного обморожения. ▪️ Применяется в промышленных процессах, где требуется контролируемое охлаждение (термообработка). ▪️Аналогичный эффект наблюдается для других пар фаз: твёрдое тело на перегретой поверхности расплава (эффект Кузнецова). #физика #термодинамика #мкт #опыты #эксперименты #physics #видеоуроки #gif 💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Менделеев: когда научный метод становится приключением Physics.Math.Code уже успел раньше всех посмотреть новую документалку от НМГ ДОК «Менделеев», которая выйдет только в декабре — и если честно, мы не ожидали такого захода. Если убрать из головы образ «учёного с портрета над школьной доской», окажется, что Менделеев — это почти идеальная модель исследовательского мышления: дисциплинированного, волевого, экспериментально ориентированного… и при этом невероятно смелого. Фильм показывает его не как памятник науки, а как человека, который: — не верил в авторитеты — только в проверку, и был готов идти в эксперимент туда, куда другие не рискнули бы даже смотреть; — делал шаги на грани возможностей своего времени, часто выходя за рамки химии в область физики, метеорологии, инженерии и того, что сегодня назвали бы «фундаментальными поисками»; — развенчивал популярные заблуждения XIX века, применяя к ним строгие, почти инженерные методы анализа; — и самое важное — пытался объяснить мир как единую систему, где элементы, силы, явления и структуры подчиняются одному глубокому порядку. Это не пересказ биографии. Это взгляд на то, как думает человек, который жил на 100 лет вперёд и пытался достать данные там, где их не было ни у кого. Если вам близок подход «не верю — проверю», «не понимаю — построю модель», «нет ответа — значит, нужен эксперимент», то декабрьская премьера РЕН ТВ — это возможность увидеть Менделеева не как символ химии, а как собрата по способу мышления. Премьера совсем скоро — 7 декабря. И мы честно скажем: для тех, кто любит логику, метод и настоящую научную смелость — это must watch. #Менделеев #история #наука #докфильм #РЕНТВ #гений #открытия