Однако, если взять две совершенно одинаковые металлические чайные ложечки, и, на то время пока кипятится чайник, обязательно, сначала, получив разрешение родителей, положить одну ложечку в морозильное отделение холодильника, а другую положить в стакан и налить в него кипяток, затем, подождав около минуты, вынуть первую ложечку из морозильного отделения, вынуть вторую ложечку из стакана, и положить их рядом для сравнения, то...
…вы увидите, что холодная ложечка стала менее блестящей, чем нагретая ложечка. Но не это самое удивительное! Самое удивительное то, что холодная ложечка стала немного меньше нагретой ложечки. А ведь пока они лежали в посудном ящике они были совершенно одинакового размера!
Что же произошло? Ведь ложечки никоим образом не подвергались сжатию или растягиванию.
Дело в том, что в ложечке, помещённой в морозильное отделение, оболочки частичек, из которых состоит ложечка, поделились своим натяжением с частичками морозного воздуха, стали менее упругими и расстояние между всеми частичками уменьшилось. И сама ложечка сжалась. В ложечке же, опущенной в кипяток, наоборот, оболочки частичек, из которых состоит ложечка, приняли от горячей воды натяжение, стали более упругими и расстояние между всеми частичками увеличилось. И сама ложечка расширилась.
И это происходит с любыми предметами и даже с жидкостью!
Представьте, но ни в коем случае не делайте этого дома (дома, вообще, не следует делать никаких экспериментов!!!), что из остывшего чайника наполнили стакан, затем подогрели чайник почти до кипения, потом наполнили второй стакан. Затем вынесли оба стакана на мороз и стали наблюдать. К всеобщему удивлению, горячая вода замёрзла быстрее, чем холодная вода.
В чём же секрет? А вот в чём! Если бы стаканы не выносили на мороз, а просто оставили бы в комнате и подождали пока горячая воды остынет, то увидели бы, что в стакане, где была горячая вода, воды то оказалось меньше, чем в стакане с остывшей водой. Ведь когда вода была горячей она занимала больше пространства. Вот бывшая горячая вода быстрее и замёрзла, потому что её было попросту меньше!
Но, как и почему происходит обмен теплом? И почему металлическая ложечка нагревается и остывает гораздо быстрее, чем пластиковая ложечка, которая почти не нагревается и не остывает?
Частички всех предметов имеют либо полностью закрытые внешние оболочки, либо не полностью закрытые. У металлов внешние оболочки не закрытые. Более того, у металлов совсем мало граней-лепесточков на внешних оболочках, поэтому им приходится скапливаться и плотно прижиматься друг к другу, чтобы закрыть своих внутренних поселенцев, которых напрягает близость открытого пространства. Вот почему, все, кроме одного (ртуть), металлы в обычных условиях твёрдые предметы.
А теперь представьте, что есть доска, на которой закреплены несколько вертушек. При чём настолько близко, что их лопасти перекрывают друг друга.
Если начать вращение первой вертушки, то она своими лопастями станет вращать вторую вертушку, вторая третью и так далее…
И наоборот, когда первая вертушка останавливается, то и следующие вертушки остановятся.
В металлах, вместо вот таких вертушек, не закреплённые грани-лепесточки, которые передают своё состояние соседним граням-лепесточкам, а те, в свою очередь, следующим, и так далее.
В других веществах, например, в пластике, таких не закреплённых граней-лепесточков нет, внешние оболочки полностью закрыты. Поэтому передача тепловых изменений проходит гораздо медленнее.
Итак, теперь мы знаем, что чем теплее вещество, тем больше пространства ему требуется потому, что расстояния между частичками увеличивается.
Так же больше пространства потребуется некоторым веществам, например льду, для построения кристаллов.
А если нас спросят, почему, когда в помещении жарко, становится душно, то мы теперь легко ответим: «Потому, что воздух нагрелся и ему потребовалось больше пространства и он расширился, а значит в помещении количество частичек, которыми мы дышим осталось меньше, вот и стало душно!»
Ну а если нас спросят, почему, тёплый воздух поднимается вверх, а холодный опускается вниз, то мы улыбнёмся и ответим, что мы пока ещё об этом не думали…
Так давайте, подумаем… Но, для начала, посмотрим воздействие частичек друг на друга… Представьте две частички воздуха летят навстречу друг другу. Поскольку частицы воздуха достаточно упругие, то мы можем их представить их как мячики.
Что произойдёт дальше? Вполне, очевидно! Они столкнутся…Так и есть!! Тумс…
Они сжались с боков, но они же упругие, и они снова должны принять форму мячиков!
Принимая форму мячиков, они отталкиваются друг от друга и …
… разлетаются в противоположных направлениях. Причём, если считать их совершенно упругими, то можно утверждать, что зелёный мячик полетел с бывшей скоростью розового мячика, а розовый мячик, соответственно, с бывшей скоростью зелёного мячика. Значит можно сказать, что при прямом столкновении упругие частички обмениваются скоростями.
А теперь давайте посмотрим, что произойдёт, если мячики летят в поперечном направлении друг к другу.