🟥 Эксперимент с маслом и водой в вакуумной камере

Вода в вакууме кипит, потому что при низком давлении её давление насыщенного пара становится больше остаточного давления. Масло при комнатной температуре имеет очень низкое давление насыщенного пара, поэтому в таком вакууме не кипит.

Но самое интересное происходит в конце видео. Почему переворачивается стакан с водой? Дело в том, что при запуске воздуха обратно у нас происходит резкое схлопывание пузырьков водяного пара в воде. Пока вода кипит в вакууме, в ней и на стенках образуются пузырьки, заполненные водяным паром. Когда в камеру впускают воздух, давление над жидкостью резко возрастает до атмосферного. Температура воды не успевает измениться, а для неё при этой температуре давление насыщенного пара остаётся очень низким. Поэтому пузырьки пара становятся неустойчивыми: пар внутри них конденсируется, объём резко уменьшается — пар превращается в жидкость, а это уменьшение объёма примерно в тысячу раз.

Пузырьки начинают схлопываться. Жидкость устремляется в образующиеся пустоты, возникают микроструи, ударные волны и турбулентность. Это называется кавитацией. Если такие схлопывания происходят у поверхности, они могут выбросить воду вверх в виде резкого всплеска. Множество схлопываний даёт достаточно сильный гидродинамический удар, который может опрокинуть стакан. А в масле таких пузырьков пара нет — оно не кипело. Поэтому при впуске воздуха оно ведёт себя спокойно.

Да и в целом процесс кавитации очень интересен с точки зрения физики, потому что большая энергия концентрируется в небольшом объеме и у нас могу возникать:
▪️локальные давления порядка сотен и тысяч атмосфер;
▪️локальные температуры до тысяч кельвинов (в акустической кавитации — до ~5000 K);
▪️ударные волны, кумулятивные микроструи, шум;
▪️ сонолюминесценция (свечение).
#physics #science #физика #наука #термодинамика #мкт #кипение #опыты #эксперименты

☕️ Поведение воды в вакуумной камере

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

👨🏻‍💻 Технически map медленнее цикла for

Рассмотрим на примере движка JavaScript. Когда вы используете arr.map(callback), для каждого элемента массива необходимо:
1. Создать контекст для вызова функции callback.
2. Передать в неё аргументы (element, index, array).
3. Вызвать эту функцию.
4. Получить возвращённое значение.
5. Записать это значение в новый массив.

В классическом цикле for вы просто напрямую обращаетесь к элементу массива по индексу (arr[i]) и выполняете операцию. Никаких дополнительных вызовов функций, создания контекстов и промежуточных массивов не происходит. Кроме того, map создаёт новый массив, что требует дополнительной памяти и времени на аллокацию. Цикл for может писать результат сразу в заранее подготовленный массив или вообще не создавать его, если это не нужно.

🖥 Разница в производительности может быть очень существенной. Вот несколько наглядных примеров из реальных тестов:

▪️ В одном из бенчмарков на Node.js map и reduce оказались в сотни раз медленнее обычного for. Время выполнения для map составило ~11 000 мс против ~35 мс у for.

▪️ В другом тесте Array.map выполнял всего 44.74 операции в секунду, в то время как простой цикл for с инициализацией массива — 150 операций в секунду. Это означает, что map был более чем в 3 раза медленнее.

▪️ В тестах, где map используется как альтернатива for...of, отмечается, что код с итераторами и функциями, вызываемыми в цикле (включая map, filter, reduce), может быть примерно в 10 раз медленнее, чем прямой цикл for.

Есть интересный нюанс. В некоторых движках (например, Safari/WebKit) map может оказаться даже быстрее, чем for...of с итератором, потому что итераторы тоже создают дополнительные накладные расходы на вызов метода .next(). Однако классический for с индексом всё равно остаётся быстрее всех.

Всё это становится важным, когда вы работаете с очень большими массивами (десятки или сотни тысяч элементов) в критичном для производительности коде — например, в играх, при обработке видео, научных расчётах или в высоконагруженных серверных приложениях.

В 95% обычных задач (обработка данных из формы, небольшие списки в UI). Разница в пару миллисекунд не заметна пользователю, и читаемость кода map (декларативный стиль, отсутствие ручного управления счётчиком) часто важнее микрооптимизации. #программирование #алгоритмы #структуры_данных #IT #рефакторинг #оптимизация #javascript

🍩 Для донатов на кофе ☕️: +79616572047 (СБП / ВТБ / OZON)

📚 Искусство программирования / The Art of Computer Programming

📗 Методы и алгоритмы решения задач оптимизации [1983] Бейко, Бублик

📚 Подборка полезных книг по Computer Science и для тех, кто изучает IT образование [30 книг]

📚 Подборка из 30 книг по программированию на JavaScript

📚 Подборка по WEB программированию (38 книг)

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

📝 Как бы вы решали второе уравнение, если бы у вас под рукой не было бы компьютера ?

#задача #математика #алгоритмы #численные_методы #math #physics #science

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

⚙️ Оппозитный двигатель внутреннего сгорания на 550 см³ и 54 кВт

Оппозитный двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором угол между рядами цилиндров составляет 180 градусов. В чистом виде представлен конфигурацией boxer, при которой противостоящие поршни двигаются зеркально по отношению друг к другу (одновременно достигают верхней мёртвой точки). Следует отличать от V-образного двигателя с развалом цилиндров 180 градусов (конфигурации flat), в котором противоположные поршни соединены с одной шатунной шейкой и движутся однонаправленно.

Оппозитный двигатель имеет хорошую тяговую характеристику, отзывчивость, более низкий центр тяжести, нежели двигатель, в котором цилиндры расположены вертикально или под углом; кроме того, оппозитное движение поршней позволяет им взаимно нейтрализовывать вибрации. Считается внутренне сбалансированным, хотя из-за смещения рядов цилиндров присутствует незначительный дисбаланс. Автомобиль с переднемоторной компоновкой возможно сконструировать таким образом, чтобы оппозитный двигатель при лобовом столкновении смещался под салон. К недостаткам относятся бо́льшая (чем у рядных с аналогичным объёмом и числом цилиндров) стоимость производства, сопутствующие большей ширине компоновочные ограничения и сложность обслуживания. #физика #physics #механика #видеоуроки #научные_фильмы #ДВС #техника #опыты #лекции #physics #механика

⚙️ Винтажный двигатель Jacobson: Инженерная эстетика начала XX века

⚙️ Двигатель Ванкеля: другой путь для ДВС

🐝 «Nano Bee». Двигатель объемом 0,006 см³

Самый маленький четырехцилиндровый ДВС в мире

⏳ Звёздообразный или радиальный двигатель

⚙️ Сферически объемная роторная машина и ещё немного о необычных вариантах ДВС.

⚙️ Роторный двигатель

💥💨 Как работает двухтактный двигатель скутера

⚙️ Сравнение моторных масел

⚙️ Авиационный гироскоп

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

🔻 Поверхностное натяжение — сила, которая позволяет водомерке скользить по пруду и формирует идеальные сферы капель. Монетку, натертую воском можно тоже положить на поверхность воды, и она не будет тонуть, не смотря на то, что её плотность больше, чем плотность воды.

Вопреки расхожему мнению, фундамент количественного изучения поверхностного натяжения заложила не группа мужчин-академиков, а немецкая домохозяйка Агнес Покельс. В конце XIX века, не имея права на университетское образование, 19-летняя Агнес наблюдала за поверхностью мыльной воды во время мытья посуды. Используя подручные средства она в 1882 году сконструировала «раздвижной желоб» (предшественник современных ванн Ленгмюра), позволявший точно менять площадь поверхности жидкости и измерять натяжение. Покельс в 1891 году написала письмо лорду Рэлею. Он отправил перевод её заметок в журнал Nature.

🔸 Физика процесса. Поверхностное натяжение возникает из-за асимметрии сил, действующих на молекулы. Если молекула внутри объема окружена соседями со всех сторон и силы взаимно компенсируются, то молекула на границе раздела фаз испытывает результирующую силу, направленную внутрь жидкости. Это создает энергетически выгодное состояние, при котором поверхность стремится сократиться, ведя себя как растянутая упругая мембрана.

Математически строгую теорию капиллярности дал Томас Юнг и позже Пьер-Симон Лаплас. Краеугольный камень статики поверхностных явлений — формула Лапласа, определяющая скачок давления на искривленной границе раздела: ∆P = γ (1/R₁ + 1/R₂).
∆P — разность давлений внутри и снаружи жидкости (капиллярное давление); γ — коэффициент поверхностного натяжения (Н/м); R₁, R₂ — главные радиусы кривизны поверхности.

Для практических измерений гораздо удобнее частный случай — закон Жюрена, описывающий подъем жидкости в капилляре. Высоту столба можно найти так: h = (2γ cosθ) / (ρgr).
h — высота подъема; θ — краевой угол смачивания; ρ — плотность жидкости; g — ускорение свободного падения; r — радиус капилляра

Обратите внимание: из этой формулы видно, что для воды (θ < 90°, cosθ > 0) высота положительна (мениск вогнутый, жидкость поднимается), а для ртути (θ > 90°, cosθ < 0) — отрицательна (мениск выпуклый, уровень в капилляре ниже).

▪️ 1. Сложная природа «винных слез»: Эффект Марангони, вызывающий стекание «ножек» по бокалу, стандартно объясняют градиентом поверхностного натяжения между пленкой вина и мениском из-за преимущественного испарения спирта. Однако детальные исследования показывают, что традиционная модель не объясняет, почему эффект сильнее при высокой концентрации алкоголя, где зависимость натяжения от концентрации почти исчезает. Ряд физиков настаивают, что ключевым агентом, индуцирующим поток, выступает градиент на границе раздела «жидкость–твердое тело» (стенка бокала), а не только поверхность «жидкость–воздух»

▪️ 2. Несимметричные токи Покельс: В своих ранних опытах Агнес Покельс обнаружила любопытный факт: если привести две области поверхности к одинаковому относительному загрязнению, но разными веществами (например, стеклом и металлом), то при снятии перегородки между ними возникает мощное течение от стекла к металлу. Это указывает на то, что поверхности, имеющие совершенно одинаковое численное значение натяжения, могут обладать разным «поверхностным давлением» из-за растворения микроскопических количеств вещества в поверхностном слое. Стандартный «коэффициент поверхностного натяжения» (γ) — это усредненный макропараметр. Два совершенно разных вещества могут создавать пленки с одной и той же геометрией изгиба.

▪️ Капля против гравитации: Поверхностное натяжение способно не только удерживать предметы, но и транспортировать их против силы тяжести. Если каплю поместить на наклонную поверхность, совершающую строго вертикальные вибрации, капля может поползти вверх. При ускорении пластины вниз капля принимает «мешкообразную» форму, и силы натяжения толкают её в гору даже при наклоне 85 градусов. #физика #магнетизм #электродинамика #опыты #эксперименты #physics #видеоуроки #электроника #science

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

⚡️ В сети начали массово сливать IT-курсы и книги известных онлайн школ

Вот отсортированная база с тонной материала (постепенно пополняется):

(363 видео, 87 книги) — Python
(117 видео, 53 книги) — ВАЙБКОД
(174 видео, 91 книги) — DevOps
(415 видео, 68 книги) — Frontend
(137 видео, 93 книги) — DS/ML
(143 видео, 33 книги) — ИБ/Хакинг
(352 видео, 89 книги) — С/С++/C
(343 видео, 87 книги) — Java/QA
(176 видео, 32 книги) — Git/Linux
(167 видео, 53 книги) — PHP/1С
(227 видео, 83 книги) — SQL/БД
(114 видео, 77 книги) — Сисадмин
(107 видео, 43 книги) — BA/SA
(181 видео, 32 книги) — Go/Rust
(167 видео, 43 книги) — Kotlin/Swift
(112 видео, 24 книги) — Flutter
(113 видео, 82 книги) — GameDev
(183 видео, 37 книги) — Дизайн
(136 видео, 33 книги) — PM/HR

Скачивать ничего не нужно — все выложили в Telegram

⚡️ Задачка для наших подписчиков: почему перемычка двигается и почему при смене контактов ➕➖ она меняет направление движения?

#электродинамика #электричество #магнетизм #физика #physics #задачи #опыты #эксперименты #science

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib