Столб воды падает со стометровой скалы и встречает водоём лишь скромным всплеском. Это наглядное расхождение между зрелищной картиной и крошечными волнами — тихий урок по учёту энергии. Потенциальная энергия тяжести, которой вода обладает наверху, не дожидается последнего мгновения, чтобы проявить свой эффект.
По мере того как поток разгоняется под действием силы тяжести, сопротивление воздуха начинает работать как непрерывный тормоз, превращая упорядоченное движение в тепло и звук. Объёмы жидкости сдвигаются друг относительно друга и трутся о случайные выступающие камни, подпитывая турбулентный поток. На языке термодинамики этот процесс ведёт к росту энтропии: организованная направленная кинетическая энергия постепенно рассеивается в микроскопические, хаотические движения молекул в воде и окружающем воздухе.
Ближе к водоёму падающий столб уже распадается на капли и нити. Вязкое трение внутри каждой капли и в закрученных вихрях ещё больше преобразует механическую энергию во внутреннюю, чуть‑чуть нагревая воду и воздух на доли градуса. Оставшаяся к моменту удара кинетическая энергия всё ещё велика в масштабах отдельных молекул, но она распределена по бесчисленным каплям и вихрям, так что от того, что казалось гору сокрушающим падением, остаётся лишь несколько сантиметров заметного всплеска.
loading...