Познавательная викторина «Наука вокруг нас»: как это работает на самом деле?

Малахит — это водный карбонат меди. Именно высокая концентрация этого металла (около 57%) делает минерал зеленым. Кстати, если малахит сильно нагреть, он почернеет из-за выделения оксида меди, а если опустить в кислоту — она зашипит и тоже станет зеленой.

Свет распространяется со скоростью около 300 000 км в секунду, поэтому вспышку мы видим мгновенно. А вот звук путешествует по воздуху со скоростью всего около 340 метров в секунду. Отсчитав секунды между вспышкой и громом и разделив их на три, можно легко узнать, в скольких километрах от вас бушует гроза.

Это уникальная «аномалия воды». Почти все вещества при замерзании сжимаются и становятся тяжелее. Но вода при превращении в лед расширяется, её молекулы выстраиваются в кристаллическую решетку с пустотами, поэтому лед легче жидкой воды примерно на 9%.

Это явление называется рэлеевским рассеянием. Белый свет Солнца состоит из всех цветов радуги. Когда он проходит через атмосферу, газы рассеивают короткие волны (синие и голубые) гораздо сильнее, чем длинные (красные и желтые).

Дождевая вода имеет слабую кислотность. Проливаясь на сушу, она медленно разрушает горные породы, растворяя ионы минералов (включая натрий и хлор). Реки уносят их в океан. Вода из океана испаряется, а соли остаются и накапливаются там уже миллиарды лет.

Молекулы мыла — амфифилы. Их «голова» любит воду (гидрофильная), а «хвост» любит жир и грязь (гидрофобный). Мыло буквально захватывает частицы жира в пленки-сферы (мицеллы), которые затем легко смываются струей воды.

Кварц обладает пьезоэлектрическим эффектом. Если пропустить через микроскопический кристалл ток от батарейки, он начнет сжиматься и разжиматься (вибрировать) ровно 32 768 раз в секунду. Микросхема часов считает эти колебания и ровно через 32 768 тактов дает сигнал сдвинуть секундную стрелку на одно деление.

В целой луковице спокойно хранятся аминокислоты с серой и различные ферменты. Но когда нож разрезает клетки, они смешиваются. Происходит химическая реакция с выделением летучего газа (син-пропантиал-S-оксида). Попадая на влажную оболочку наших глаз, этот газ превращается в очень слабую серную кислоту, и организм тут же включает слезы, чтобы её вымыть.

Прокалывая кожу, комар впрыскивает слюну с антикоагулянтами, чтобы кровь не сворачивалась, пока он пьет. Наша иммунная система распознает чужеродные белки и выделяет гистамин. Именно гистамин расширяет сосуды (отсюда покраснение и отек) и раздражает нервные окончания, вызывая зуд.

Желтые и оранжевые пигменты (каротиноиды) всегда есть в листьях, просто летом они замаскированы огромным количеством зеленого хлорофилла. Когда дни становятся короче и холоднее, дерево перестает вырабатывать хлорофилл, он исчезает, и «скрытые» цвета выходят на первый план.

Внутри каждого зернышка специального сорта кукурузы есть немного воды и крахмала. При нагревании вода превращается в пар, и давление внутри растет. При температуре около 180°C прочная оболочка не выдерживает и «взрывается», а крахмал мгновенно расширяется и застывает в виде вкусной воздушной пены.

Капсаицин связывается с болевыми рецепторами TRPV1, которые обычно реагируют на опасную жару (выше 43°C). Физического ожога не происходит, но мозг получает сигнал: «Мы горим!», после чего бросает вас в пот и заставляет сердце биться чаще, чтобы охладить тело.

Электрический ток всегда ищет самый легкий путь к земле или месту с меньшим напряжением. Когда птица сидит на одном проводе, её тело находится под тем же напряжением, что и провод, разности потенциалов нет, и току просто незачем идти через птицу. Но если она заденет крылом соседний провод или металлическую опору — случится замыкание.

Дрожжи — это живые одноклеточные грибки. Питаясь сахарами, содержащимися в тесте, они запускают процесс брожения, побочным продуктом которого является углекислый газ. Пузырьки этого газа застревают в эластичном глютене (клейковине), заставляя тесто надуваться, как воздушный шарик.

Популярный миф гласит, что это «ржавеет» железо, но его в яблоках ничтожно мало. На самом деле, при повреждении клеток выделяются ферменты полифенолоксидазы. При контакте с кислородом они запускают реакцию, вырабатывая темный пигмент меланин (тот самый, что отвечает за наш загар) — это своеобразный «пластырь» растения для защиты от бактерий.

Роговица не имеет кровеносных сосудов, поэтому она получает кислород и питательные вещества прямо из слезной пленки. Кроме того, в слезах содержится лизоцим — мощный антибактериальный фермент, который разрушает стенки бактерий и защищает наши глаза от инфекций.

Над раскаленным асфальтом образуется слой очень горячего воздуха, а чуть выше — воздух холоднее. Свет от неба, проходя сквозь эти слои с разной плотностью, искривляется (преломляется) и попадает нам в глаза снизу вверх. Поэтому мы видим кусочек голубого неба на дороге, принимая его за лужу воды.

Это явление называется биолюминесценцией. В специальном органе светлячка пигмент люциферин окисляется под действием фермента люциферазы. Это невероятно эффективный процесс: почти 100% выделяемой энергии превращается в свет (в обычной лампочке накаливания в свет уходит лишь 5%, остальное — в тепло).

Растения сами создают себе пищу из солнечного света и углекислого газа (фотосинтез), а животные поедают других. Грибы, как животные, питаются готовой органикой, выделяя ферменты наружу и впитывая растворенные питательные вещества. При этом клеточные стенки грибов состоят из хитина — того самого материала, из которого сделаны панцири насекомых и крабов!

Когда абсолютно сухой песок осыпается по склону бархана (из-за сильного ветра или шагов человека), миллионы песчинок трутся друг о друга. Если песчинки имеют определенный размер и форму, они начинают вибрировать в унисон. Эта акустическая вибрация резонирует в толще песка, создавая громкий, низкий гул, который можно услышать за несколько километров.

Это явление полностью зеркально тому, как работает жгучий перец. Вещество ментол связывается с рецепторами TRPM8, которые в норме реагируют на падение температуры. Физически во рту холоднее не становится, но мозг получает ложный сигнал о «заморозке», поэтому каждый вдох кажется ледяным.

Микроволновое излучение воздействует на дипольные молекулы (в первую очередь — на воду). Волны заставляют молекулы воды вращаться миллионы раз в секунду, они трутся друг о друга, выделяя огромное количество тепла. Сухая керамика и стекло воды почти не содержат, поэтому и не нагреваются напрямую.

У наших далеких и пушистых предков этот рефлекс (пилоэрекция) поднимал шерсть дыбом. Это создавало воздушную прослойку, которая отлично удерживала тепло, а в случае опасности делало животное визуально крупнее перед врагом. У современных людей шерсти почти не осталось, а вот рефлекс работает как часы.

Гелий намного легче и менее плотный, чем обычный воздух. Скорость звука в нем выше, поэтому резонансные частоты (тембр) нашего речевого тракта смещаются в более высокий диапазон. Сами голосовые связки при этом вибрируют с обычной частотой.

Для горения нужен «пожарный треугольник»: тепло, топливо и кислород. Вода бьет сразу по двум фронтам. Во-первых, при испарении она забирает огромное количество тепла, охлаждая дрова ниже температуры горения. Во-вторых, превращаясь в пар, вода вытесняет кислород вокруг пламени, «удушая» огонь.