Полное намокание почвы какое явление описано ответ

Капиллярные явления (физика). Капиллярные явления в природе

Среди процессов, которые можно объяснить с помощью поверхностного натяжения и смачивания жидкостей, стоит особо выделить капиллярные явления. Физика – это загадочная и необыкновенная наука, без которой жизнь на Земле была бы невозможна. Давайте рассмотрим наиболее яркий пример этой важной дисциплины.

В жизненной практике такие интересные с точки зрения физики процессы, как капиллярные явления, встречаются весьма часто. Все дело в том, что в повседневной жизни нас окружает много тел, которые легко впитывают в себя жидкость. Причина этому – их пористая структура и элементарные законы физики, а результат – капиллярные явления.

Узкие трубки

Капилляр – это очень узкая трубка, в которой жидкость ведет себя особым образом. Примеров таких сосудов много в природе – капилляры кровеносной системы, пористых тел, почвы, растений и т. д.

Капиллярным явлением называется подъем или опускание жидкостей по узким трубкам. Такие процессы наблюдаются в естественных каналах человека, растений и других тел, а также в специальных узких сосудах из стекла. На картинке видно, что в сообщающихся трубках разной толщины установился разный уровень воды. Отмечено, что чем тоньше сосуд, тем выше уровень воды.

Эти явления лежат в основе впитывающих свойств полотенца, питания растений, движения чернил по стержню и многих других процессов.

Капиллярные явления в природе

Описанный выше процесс чрезвычайно важен для поддержания жизнедеятельности растений. Почва довольно рыхлая, между ее частицами существуют промежутки, которые представляют собой капиллярную сеть. По этим каналам поднимается вода, питая корневую систему растений влагой и всеми необходимыми веществами.

По этим же капиллярам жидкость активно испаряется, поэтому необходимо производить вспахивание земли, которое разрушит каналы и удержит питательные вещества. И наоборот, прижатая земля быстрее испарит влагу. Этим обусловлена важность перепашки земли для удержания подпочвенной жидкости.

В растениях капиллярная система обеспечивает подъем влаги от мелких корешков до самых верхних частей, а через листья она испаряется во внешнюю среду.

Поверхностное натяжение и смачивание

В основе вопроса о поведении жидкости в сосудах лежат такие физические процессы, как поверхностное натяжение и смачивание. Капиллярные явления, обусловленные ими, изучаются в комплексе.

Под действием силы поверхностного натяжения смачивающая жидкость в капиллярах находится выше уровня, на котором она должна находиться согласно закону сообщающихся сосудов. И наоборот, несмачивающая субстанция располагается ниже этого уровня.

Так, вода в стеклянной трубке (смачивающая жидкость) поднимается на тем большую высоту, чем тоньше сосуд. Напротив, ртуть в стеклянной пробирке (несмачивающая жидкость) опускается тем ниже, чем тоньше эта емкость. Кроме того, как указано на картинке, смачивающая жидкость образует вогнутую форму мениска, а несмачивающая – выпуклую.

Смачивание

Это явление, которое происходит на границе, где жидкость соприкасается с твердым телом (другой жидкостью, газами). Оно возникает по причине особого взаимодействия молекул на границе их контакта.

Полное смачивание означает, что капля растекается по поверхности твердого тела, а несмачивание преобразует ее в сферу. На практике чаще всего встречается та или иная степень смачивания, нежели крайние варианты.

Сила поверхностного натяжения

Поверхность капли имеет шарообразную форму и причина этому закон, действующий на жидкости, – поверхностное натяжение.

Капиллярные явления связаны с тем, что вогнутая сторона жидкости в трубке стремится выпрямиться до плоского состояния благодаря силам поверхностного натяжения. Это сопровождается тем, что наружные частицы увлекают за собой вверх тела, находящиеся под ними, и субстанция поднимается вверх по трубке. Однако жидкость в капилляре не может принимать плоскую форму поверхности, и этот процесс подъема продолжается до определенного момента равновесия. Чтобы рассчитать высоту, на которую поднимется (опустится) столб воды, нужно воспользоваться формулами, которые будут представлены ниже.

Расчет высоты подъема столба воды

Момент остановки подъема воды в узкой трубке наступает, когда сила тяжести Р_тяж субстанции уравновесит силу поверхностного натяжения F. Этот момент определяет высоту подъема жидкости. Капиллярные явления обусловлены двумя разнонаправленными силами:

сила тяжести Р_тяж заставляет жидкость опускаться вниз;
сила поверхностного натяжения F двигает воду вверх.

Сила поверхностного натяжения, действующая по окружности, где жидкость соприкасается со стенками трубки, равна:

где r – радиус трубки.

Сила тяжести, действующая на жидкость в трубке равна:

где ρ – плотность жидкости; h – высота столба жидкости в трубке;

Итак, субстанция прекратит подниматься при условии, что Р_тяж = F, а это значит, что

отсюда высота жидкости в трубке равна:

Точно так же для несмачивающей жидкости:

h – это высота опускания субстанции в трубке. Как видно из формул, высота, на которую поднимется вода в узком сосуде (опустится) обратно пропорционально радиусу емкости и плотности жидкости. Это касается смачивающей жидкости и несмачивающей. При других условиях нужно делать поправку по форме мениска, что будет представлено в следующей главе.

Лапласовское давление

Как уже отмечалось, жидкость в узких трубках ведет себя так, что создается впечатление нарушения закона сообщающихся сосудов. Этот факт всегда сопровождает капиллярные явления. Физика объясняет это с помощью лапласовского давления, которое при смачивающей жидкости направлено вверх. Опуская очень узкую трубку в воду, наблюдаем, как жидкость втягивается на определенный уровень h. По закону сообщающихся сосудов, она должна была уравновеситься с внешним уровнем воды.

Это несоответствие объясняется направлением лапласовского давления p_л:

В данном случае оно направлено вверх. Вода втягивается в трубку до уровня, где приходит уравновешивание с гидростатическим давлением p_г столба воды:

а если p_л=p_г, то можно приравнять и две части уравнения:

Теперь высоту h легко вывести в виде формулы:

Когда смачивание полное, тогда мениск, который образует вогнутая поверхность воды, имеет форму полусферы, где Ɵ=0. В таком случае радиус сферы R будет равен внутреннему радиусу капилляра r. Отсюда получаем:

А в случае неполного смачивания, когда Ɵ≠0, радиус сферы можно вычислить по формуле:

Тогда искомая высота, имеющая поправку на угол, будет равна:

Из представленных уравнений видно, что высота h обратно пропорциональна внутреннему радиусу трубки r. Наибольшей высоты вода достигает в сосудах, имеющих диаметр человеческого волоса, которые и называются капиллярами. Как известно, смачивающая жидкость втягивается вверх, а несмачивающая – выталкивается вниз.

Можно провести эксперимент, взяв сообщающиеся сосуды, где один из них широкий, а другой – очень узкий. Налив туда воду, можно отметить разный уровень жидкости, причем в варианте со смачивающей субстанцией уровень в узкой трубке выше, а с несмачивающей – ниже.

Важность капиллярных явлений

Без капиллярных явлений существование живых организмов просто невозможно. Именно по мельчайшим сосудам человеческое тело получает кислород и питательные вещества. Корни растений – это сеть капилляров, которая вытягивает влагу из земли, донося ее до самых верхних листьев.

Простая бытовая уборка невозможна без капиллярных явлений, ведь по этому принципу ткань впитывает воду. Полотенце, чернила, фитиль в масляной лампе и множество устройств работает на этой основе. Капиллярные явления в технике играют важную роль при сушке пористых тел и других процессах.

Порой эти же явления дают нежелательные последствия, например, поры кирпича впитывают влагу. Чтобы избежать отсыревания зданий под воздействием грунтовых вод, нужно защитить фундамент с помощью гидроизолирующих материалов – битума, рубероида или толя.

Промокание одежды во время дождя, к примеру, брюк до самых колен от ходьбы по лужам также обязано капиллярным явлениям. Вокруг нас множество примеров этого природного феномена.

Эксперимент с цветами

Примеры капиллярных явлений можно найти в природе, особенно если говорить о растениях. Их стволы имеют внутри множество мелких сосудов. Можно провести эксперимент с окрашиванием цветка в какой-либо яркий цвет в результате капиллярных явлений.

Нужно взять ярко окрашенную воду и белый цветок (или лист пекинской капусты, стебель сельдерея) и поставить в стакан с этой жидкостью. Через какое-то время на листьях пекинской капусты можно наблюдать, как краска продвигается вверх. Цвет растения постепенно изменится соответственно краске, в которую он помещен. Это обусловлено движением субстанции вверх по стеблям согласно тем законам, которые были рассмотрены нами в этой статье.

Источник

как объяснить образование росы и тумана?

Роса́ — вид атмосферных осадков, образующихся на поверхности земли, растениях, автомобилях и других предметах.
Из-за охлаждения воздуха водяной пар конденсируется на объектах вблизи земли и превращается в капли воды. Это происходит обычно ночью. В пустынных регионах роса является важным источником влаги для растительности. Достаточно сильное охлаждение нижних слоёв воздуха происходит, когда после заката солнца поверхность земли быстро охлаждается посредством теплового излучения. Благоприятными условиями для этого являются чистое небо и покрытие поверхности, легко отдающее тепло, например травяное. Особенно сильное образование росы происходит в тропических регионах, где воздух в приземном слое содержит много водяного пара и благодаря интенсивному ночному тепловому излучению земли существенно охлаждается. При отрицательных температурах образуется иней.

Туман — атмосферное явление, скопление воды в воздухе, когда образуются мельчайшие продукты конденсации водяного пара (при температуре воздуха выше −10° это мельчайшие капельки воды, при −10…-15° — смесь капелек воды и кристалликов льда, при температуре ниже −15° — кристаллики льда, сверкающие в солнечных лучах или в свете луны и фонарей) .
Относительная влажность воздуха при туманах обычно близка к 100 % (по крайней мере, превышает 85-90 %). Однако в сильные морозы (-30° и ниже) в населённых пунктах, на железнодорожных станциях и аэродромах туманы могут наблюдаться при любой относительной влажности воздуха (даже менее 50 %) — за счёт конденсации водяного пара, образующегося при сгорании топлива (в двигателях, печах и т. п. ) и выбрасываемого в атмосферу через выхлопные трубы и дымоходы.

Источник

Явления природы

Что такое явления природы? Какие они бывают? Ответы на эти вопросы вы найдете в данной статье. Материал может быть полезен как для подготовки к уроку окружающий мир, так и для общего развития.

Все что нас окружает и не создано человеческими руками, является природой.

Все изменения, происходящие в природе, называются явлениями природы или природными явлениями. Вращение Земли, её движение по орбите, смена дня и ночи, смена времён года – это примеры природных явлений.

Времена года еще называют сезонами. Поэтому явления природы, связанные со сменой времён года, называются сезонными явлениями.

Природа, как известно, бывает неживая и живая.

К неживой природе относится: Солнце, звёзды, небесные тела, воздух, вода, облака, камни, полезные ископаемые, почва, осадки, горы.

К живой природе относятся растения (деревья), грибы, животные (звери, рыбы, птицы, насекомые), микробы, бактерии, человек.

В этой статье мы рассмотрим зимние, весенние, летние и осенние явления природы в живой и неживой природе.

Зимние явления природы

Примеры зимних явления в неживой природе	Примеры зимних явления в живой природе
Снег – разновидность зимних атмосферных осадков в виде кристалликов или хлопьев. Снегопад – обильное выпадение снега зимой. Пурга – сильная низовая метель, которая возникает преимущественно в равнинной безлесной местности. Вьюга — снежная буря с сильным ветром. Снежная буря – зимнее явление в неживой природе, когда сильный ветер поднимает облако сухого снега, и ухудшает видимость при низкой температуре. Буран – метель в степной местности, на открытых местах. Метель – перенос ветром выпавшего ранее и (или) падающего снега. Гололедица образование тонкого слоя льда на поверхности земли в результате похолодания после оттепели или же дождя. Гололёд – образование слоя льда на поверхности земли, деревьях, проводах и других предметах, которые образуются после замерзания капель дождя, мороси; Сосульки — обледенение при стоке жидкости в виде заостренного книзу конуса. Морозные узоры – это, по сути, иней, который образуется на земле и на ветвях деревьев, на окнах. Ледостав – природное явление, когда устанавливается сплошной ледяной покров на реках, озерах и других водоемах; Облака — скопление взвешенных в атмосфере водных капель и ледяных кристаллов, видимые на небе невооруженным глазом. Лед – как явление природы – это процесс перехода воды в твердое состояние. Мороз – это явления, когда температура опускается ниже 0 градусов Цельсия. Изморозь — белоснежный пушистый налет, нарастающий на ветвях деревьев, проводах в тихую морозную погоду, главным образом при тумане, появляющийся с первыми резкими похолоданиями. Оттепель — теплая погода зимой с таянием снега и льда.	Зимняя спячка медведя — период замедления жизненных процессов и метаболизма у гомойотермных животных в периоды малодоступности пищи. Впадение в спячку ежей – в связи с недостаток питания в зимний период ежи впадают в спячку. Смена окраса зайца с серого на белый — это механизм, с помощью которого зайцы приспосабливаются к смене окружающей среды. Смена окраса белки с рыжего на голубовато-серый — это механизм, с помощью которого белки приспосабливаются к смене окружающей среды. Прилетают снегири, синицы Люди оделись в зимнюю одежду

Примеры зимних явления в неживой природе

Примеры зимних явления в живой природе

Снег – разновидность зимних атмосферных осадков в виде кристалликов или хлопьев.
Снегопад – обильное выпадение снега зимой.
Пурга – сильная низовая метель, которая возникает преимущественно в равнинной безлесной местности.
Вьюга — снежная буря с сильным ветром.
Снежная буря – зимнее явление в неживой природе, когда сильный ветер поднимает облако сухого снега, и ухудшает видимость при низкой температуре.
Буран – метель в степной местности, на открытых местах.
Метель – перенос ветром выпавшего ранее и (или) падающего снега.
Гололедица образование тонкого слоя льда на поверхности земли в результате похолодания после оттепели или же дождя.
Гололёд – образование слоя льда на поверхности земли, деревьях, проводах и других предметах, которые образуются после замерзания капель дождя, мороси;
Сосульки — обледенение при стоке жидкости в виде заостренного книзу конуса.
Морозные узоры – это, по сути, иней, который образуется на земле и на ветвях деревьев, на окнах.
Ледостав – природное явление, когда устанавливается сплошной ледяной покров на реках, озерах и других водоемах;
Облака — скопление взвешенных в атмосфере водных капель и ледяных кристаллов, видимые на небе невооруженным глазом.
Лед – как явление природы – это процесс перехода воды в твердое состояние.
Мороз – это явления, когда температура опускается ниже 0 градусов Цельсия.
Изморозь — белоснежный пушистый налет, нарастающий на ветвях деревьев, проводах в тихую морозную погоду, главным образом при тумане, появляющийся с первыми резкими похолоданиями.
Оттепель — теплая погода зимой с таянием снега и льда.

Зимняя спячка медведя — период замедления жизненных процессов и метаболизма у гомойотермных животных в периоды малодоступности пищи.
Впадение в спячку ежей – в связи с недостаток питания в зимний период ежи впадают в спячку.
Смена окраса зайца с серого на белый — это механизм, с помощью которого зайцы приспосабливаются к смене окружающей среды.
Смена окраса белки с рыжего на голубовато-серый — это механизм, с помощью которого белки приспосабливаются к смене окружающей среды.
Прилетают снегири, синицы
Люди оделись в зимнюю одежду

Весенние явления природы

Названия весенних явлений в неживой природе	Названия весенних явлений в живой природе
Ледоход — движение льда по течению во время таяния рек. Снеготаяние – явление природы, когда начитает таять снег. Проталины – явление ранней весны, когда появляются участки, оттаявшие от снега, чаще всего вокруг деревьев. Половодье – ежегодно повторяющаяся в одно и то же время фаза водного режима реки с характерным поднятием уровня воды. Термальные ветры – это общее название для ветров, связанных с перепадом температур, который возникает между холодной весенней ночью и относительно теплым солнечным днем. Первая гроза — атмосферное явление, когда между облаком и земной поверхностью возникают электрические разряды — молнии, которые сопровождаются громом. Таяние снега Журчание ручейков Капель -падание с крыш, с деревьев тающего снега каплями, а также сами эти капли.	Цветение раннецветущих растений (кустов, деревьев, цветов) Появление насекомых Прилет перелётных птиц Сокодвижение у растений – то есть перемещение воды и растворенных в ней минеральных веществ от корневой системы к надземной части. Распускание почек Появление цветка из почки Появление листвы Пение птиц Рождение детенышей зверей Просыпаются медведи и ежи после зимней спячки Линька у животных – смена зимней шубы на терние

Названия весенних явлений в неживой природе

Названия весенних явлений в живой природе

Ледоход — движение льда по течению во время таяния рек.
Снеготаяние – явление природы, когда начитает таять снег.
Проталины – явление ранней весны, когда появляются участки, оттаявшие от снега, чаще всего вокруг деревьев.
Половодье – ежегодно повторяющаяся в одно и то же время фаза водного режима реки с характерным поднятием уровня воды.
Термальные ветры – это общее название для ветров, связанных с перепадом температур, который возникает между холодной весенней ночью и относительно теплым солнечным днем.
Первая гроза — атмосферное явление, когда между облаком и земной поверхностью возникают электрические разряды — молнии, которые сопровождаются громом.
Таяние снега
Журчание ручейков
Капель -падание с крыш, с деревьев тающего снега каплями, а также сами эти капли.

Цветение раннецветущих растений (кустов, деревьев, цветов)
Появление насекомых
Прилет перелётных птиц
Сокодвижение у растений – то есть перемещение воды и растворенных в ней минеральных веществ от корневой системы к надземной части.
Распускание почек
Появление цветка из почки
Появление листвы
Пение птиц
Рождение детенышей зверей
Просыпаются медведи и ежи после зимней спячки
Линька у животных – смена зимней шубы на терние

Летние явления природы

Летние явления природы в неживой природе	Летние явления природы в живой природе
Гроза — атмосферное явление, когда между облаком и земной поверхностью возникают электрические разряды — молнии, которые сопровождаются громом. Молния — гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, обычно может происходить во время грозы, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающим ее громом. Зарница — мгновенные вспышки света на горизонте при отдаленной грозе. Наблюдается это явление, как правило, в темное время суток. Раскатов грома при этом не слышно из-за дальности, но видны вспышки молнии, свет которых отражается от кучево-дождевых облаков (преимущественно их вершин). Явление в народе приурочивали к концу лета, началу сбора урожая, и иногда называют хлебозарами. Гром — звуковое явление в атмосфере, сопровождающее разряд молнии. Град — разновидность ливневых осадков, состоящих из кусочков льда. Радуга — одно из красивейших явлений природы, возникающее в результате преломления солнечного света в капельках воды, взвешенных в воздухе. Ливень — сильный (проливной) дождь. Жара — состояние атмосферы, характеризующееся горячим, нагретым солнечными лучами воздухом. Роса — маленькие капли влаги, оседающие на растениях или почве при наступлении утренней прохлады. Летние теплые дожди	Зеленеет трава Расцветают цветы В лесу растут грибы и ягоды

Летние явления природы в неживой природе

Летние явления природы в живой природе

Гроза — атмосферное явление, когда между облаком и земной поверхностью возникают электрические разряды — молнии, которые сопровождаются громом.
Молния — гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, обычно может происходить во время грозы, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающим ее громом.
Зарница — мгновенные вспышки света на горизонте при отдаленной грозе. Наблюдается это явление, как правило, в темное время суток. Раскатов грома при этом не слышно из-за дальности, но видны вспышки молнии, свет которых отражается от кучево-дождевых облаков (преимущественно их вершин). Явление в народе приурочивали к концу лета, началу сбора урожая, и иногда называют хлебозарами.
Гром — звуковое явление в атмосфере, сопровождающее разряд молнии.
Град — разновидность ливневых осадков, состоящих из кусочков льда.
Радуга — одно из красивейших явлений природы, возникающее в результате преломления солнечного света в капельках воды, взвешенных в воздухе.
Ливень — сильный (проливной) дождь.
Жара — состояние атмосферы, характеризующееся горячим, нагретым солнечными лучами воздухом.
Роса — маленькие капли влаги, оседающие на растениях или почве при наступлении утренней прохлады.
Летние теплые дожди

Зеленеет трава
Расцветают цветы
В лесу растут грибы и ягоды

Осенние явления природы

Осенние явления в неживой природе

Осенние явления в живой природе

Ветер – это поток воздуха, движущийся параллельно земной поверхности.
Туман — это «спустившееся» к поверхности земли облако.
Дождь — это один из видов атмосферных осадков, выпадающих из облаков в виде капель жидкости, диаметр которых варьирует от 0,5 до 5-7 мм.
Слякоть — жидкая грязь, образующаяся от дождя и мокрого снега в сырую погоду.
Иней — тонкий слой льда, который покрывает поверхность земли и иные предметы, находящиеся на ней, при минусовой температуре.
Заморозки – слабый мороз в диапазоне 1 до 3 градусов Цельсия.
Осенний ледоход – движение льда на реках и озерах под действием течения или ветра в начале замерзания водоемов.

Листопад — процесс опадения листвы с деревьев.
Перелёт птиц на юг

Необычные явления природы

Какие явления природы еще существуют? Кроме описанных выше сезонных явлений природы можно назвать еще несколько, которые не связанны с каким-то временем года.

Паводком называют кратковременный внезапный подъем уровня воды в реке. Этот резкий подъем может быть следствием обильных дождей, таяния большого количества снега, сброса внушительного объема воды из водохранилища, схода ледников.
Северное сияние — свечение верхних слоёв атмосфер планет, обладающих магнитосферой, из-за их взаимодействия с заряженными частицами солнечного ветра.
Шаровая молния — редкое природное явление, выглядящее как светящееся и плавающее в воздухе образование.
Мираж — оптическое явление в атмосфере: преломление потоков света на границе между резко различными по плотности и температуре слоями воздуха.
«Падающая звезда» — атмосферное явление, возникающее при попадании метеорных тел в атмосферу Земли
Ураган — чрезвычайно быстрое и сильное, нередко большой разрушительной силы и значительной продолжительности движение воздуха
Смерч — восходящий вихрь из чрезвычайно быстро вращающегося в виде воронки воздуха огромной разрушительной силы, в котором присутствуют влага, песок и другие взвеси.
Приливы и отливы — это изменения уровня воды морских стихий и Мирового океана.
Цунами — длинные и высокие волны, порождаемые мощным воздействием на всю толщу воды в океане или другом водоеме.
Землетрясение — представляют собой подземные толчки и колебания земной поверхности. Наиболее опасные из них возникают из-за тектонических смещений и разрывов в земной коре или верхней части мантии Земли
Торнадо — атмосферный вихрь, возникающий в кучево-дождевом (грозовом) облаке и распространяющийся вниз, часто до самой поверхности земли, в виде облачного рукава или хобота диаметром в десятки и сотни метров
Извержение вулкана — процесс выброса вулканом на земную поверхность раскалённых обломков, пепла, излияние магмы, которая, излившись на поверхность, становится лавой.
Наводнения — затопление территории земли водой, являющееся стихийным бедствием.

Источник