1. Если в стакан, наполненный до краев чаем, высыпать осторожно полную ложку сахарного песку, то чай не перельется через края стакана. Почему?
Молекулы воды расположены упорядочено и между ними имеются свободные, пустые пространства. Сахар растворяется в воде и его молекулы занимают эти пустые пространства. То есть, плотность сладкого чая возрастает, а объем практически не меняется. А если объем не изменился, то и вода не выльется.
2. Какое свойство ртути лежит в основе устройства медицинского термометра?
Увеличение объема при повышении температуры и уменьшение объема при понижении температуры. Кроме того, ртуть не прилипает к стеклу и имеет диапазон температур от замерзания до кипения от - 39 до 357 градусов. И измерять температуру ртутным термометром можно в этих пределах.
3. Почему железнодорожные рельсы не делают сплошными?
Из-за линейного расширения стали при увеличении температуры. Сплошной длинный рельс при увеличении температуры создал бы такие напряжения, что выгнулся бы, вырвал крепления и железной дороги не стало бы. При охлаждении результат был бы сходим. А так, между рельсами оставляют пустое пространство, которое заполняют расширившиеся рельсы, или при охлаждении он немного увеличивается, не мешая движению.
4. Линия телеграфа Новгород-Москва каждую зиму становится на 100 м провода короче, а летом длина восстанавливается. Почему.
Из-за температурного расширения летом, и возвращения в норму зимой. Провода никогда не развешивают внатяг, а с небольшим, рассчитанным провисом, что бы они зимой не порвались. Посмотрите решение номера 3.
5. Случается, что стеклянная пробка графина застревает в горлышке и, несмотря на все усилия, не вынимается оттуда. Что надо сделать?
Просто нагреть, например, опустив в кипяток. Газ (или жидкость в графине) за счет объемного расширения создаст давление, которое выдавит пробку. Или Вам вытащить ее за счет создаваемого снизу давления.
Вообще-то, второе начало термодинамики, это не универсальный, а статистический закон. Т. е. не "в закрытой системе энтропия НИКОГДА не убывает", а "в подавляющем большинстве случаев, в в закрытой системе энтропия не убывает".
Чисто статистически, есть отличная от нуля вероятность того, что выпущенные из воздушного шарика частицы воздуха самопроизвольно в него же вернутся. Более того, есть доказанная математическая теорема, которая утверждает, что такое обязательно случится. Просто, если речь идёт о количествах частиц порядка 10^20, то ждать такого события придётся в миллиарды миллиардов раз дольше, чем существует вселенная, поэтому, с чисто физической точки зрения, можно утверждать, что этого никогда не произойдёт.
Но, если у нас количество частиц небольшое, например, несколько штук, то законы статистической механики просто не работают. В этом случае, ждать самопроизвольного уменьшения энтропии придётся уже очень намного меньше.
Строго говоря, это тоже не нарушает второе начало термодинамики, т. к. оно тут просто неприменимо.
Ну а в открытых системах может происходить что угодно :)
