Підручник Фізика 8 клас - А. М. Сердюченко - Освіта 2016 рік

ДОДАТОК

Для тих, хто хоче знати більше

Фізика і біологія

Фізика — шлях до розуміння явищ як неживої, так і живої природи. Вона основа техніки, але, з іншого боку, широко використовується для розуміння досліджень в біології і допомагає зрозуміти особливості будови і життєдіяльності біологічних об’єктів.

Усі природничі науки використовують фізичні закони: природознавство, біологія, хімія, географія, астрономія для пояснення багатьох явищ природи не можуть обійтися без законів фізики. У наш час біоніка і біофізика — сучасні науки, які об’єднують досягнення сучасної біології і фізики для пояснення багатьох біофізичних явищ і процесів, використання їх на користь людини.

Теплові явища й елементи біофізики

Пристосування тварин до різної температури

Через властивості цитоплазми клітин усі живі організми можуть жити в діапазоні температур від 0 до 50 °С. Саме в таких межах панує температура у більшості місць на поверхні нашої планети. Але деякі види організмів пристосовуються до екстремальних температур і витримують їх довгий час.

• Синьо-зелені водорості широко поширені в природі. Їх можна зустріти масами у всіляких водних басейнах або на берегах біля води, на мілинах, на сирих скелях тощо. Особливо водорості розповсюджені у воді, багатій на домішки органічних речовин.

Причина полягає в тому, що вони, окрім поглинання вуглекислоти, води, сонячного світла і мінеральних речовин, охоче «харчуються» продуктами гниття або розпаду інших організмів.

Надзвичайно витривалі синьо-зелені водорості і до температури. Зустрічаючись в полярних холодних водах, вони також живуть у джерелах з температурою води вище за 85 °С.

• Основні види амеб живуть у прісноводних річках і ставках. Але є види, які мешкають на дні солоних водойм, у вологій землі та їжі.

Амеба уникає яскравого світла, дуже гарячої або холодної води. Але зустрічаються мушлеві амеби, що живуть за температури 58 °С.

• У високогір’ї підняті над землею частини рослин використовуються комахами як місце для годівлі або розмноження. Типові грунтові тварини в цій зоні відсутні, оскільки тонкий шар кам’янистого грунту без гумусового горизонту містить мало відмерлих органічних речовин. Тут можуть прогодуватися лише кліщі, ногохвостки, які мешкають за температури -10 °С.

Полярні води в умовах температури 0 °С населені багатою і різновидною фауною, яка живиться водоростями.

Для того, щоб в умовах холоду зберегти температуру тіла сталою, тварини мають або збільшити генерування організмом тепла, або зменшити його витрати. Це досягається різними способами, передусім, завдяки захисному шару з малою теплопровідністю (шерсть, пір’я, жировий шар). Хутряне покриття тіла тварини також затримує конвекційні потоки, сповільнює випаровування і випромінювання.

• Завдяки хутряному покрову їздова собака на півночі може спати на снігу за температури -50 °С.

• Кити, тюлені, моржі мають голу шкіру, але під шкірою є товстий шар жиру, який добре утримує тепло; жирові запаси імператорського пінгвіна сягають 10-15 кг за маси тіла 35 кг.

• Кінцівки лап і кінчик носа не можуть бути покриті хутром або пір’ям чи жиром, тому для збереження тепла в них зберігається завдяки розвиненої системи кров’яних судин.

• Вуха, хвіст і лапи у тварин коротші в тій місцевості, де холодніше.

• Багато тварин рятуються від холоду взимку сплячкою. Температура тіла під час зимового сну у тварин за рахунок сповільнення обмінних процесів може знизитися до 0 °С (бабаки, соні, бурі ведмеді, кажани).

Пристосування рослин до різної температури

Рослини пристосовуються до виживання в місцевостях з різною температурою і кількістю вологи в ґрунті.

• У рослин в сухій місцевості краще розвинута коренева система і менша площа листя.

• Рослини у вологих затінених тропічних лісах мають листя тонке і широке, в них слабо розвинена коренева система.

• Кактуси в пустелях мають товсті м’ясисті зелені стовбури і колючки замість листя. Тому навіть у велику спеку випаровування з поверхні кактусів дуже мале.

• Для захисту від перегрівання і для зменшення інтенсивності випаровування у деяких рослин засушливих місцевостей листя покрите густим шаром світлих волосків.

• Розвівши 1 мл чорнила віл води, а потім 1 мл цього розчину — в ще одному літрі води, ми отримаємо розведення в мільйон разів. Незважаючи на це, отриманий розчин буде мати цілком помітне забарвлення. Звідси випливає, що обсяг частинок чорнила набагато менший, ніж мільйонна частина мілілітра.

Рослина-компас

Це цікава рослина (сільфіум), яка пристосувалася до життя в преріях Північної Америки. Листя цієї рослини розміщене так, що один бік направлений на схід, а інший на захід. Мисливці прерій можуть орієнтуватися в сторонах горизонту за листям цієї рослини-компаса. Але для самої рослини таке розміщення листя дає великі переваги. Вранці і ввечері, коли буває прохолодно і мало світла, листки добре освітлюються, але при цьому мало нагріваються і випаровують мало вологи, в полудень також нагрівання і випаровування відносно невелике.

Бджолиний вулик і теплотехніка

В усіх куточках Землі будова бджолиних гнізд однакова: зверху донизу спускаються прикріплені до стелі соти. Ці соти являють собою дивну теплотехнічну споруду. Соти надійно покриті бджолиним клеєм і воском, у вулику закриваються всі щілини

і тріщини. Тепло, яке виділяється бджолами, використовується повністю. На краях вулика температура нижча, ніж всередині. Ці місця займають соти з медом. Теплопровідність воску і меду мала, тому в центрі вулика підтримується температура, необхідна для розвитку яєць, личинок, лялечок.

Різниця в температурах країв і центра вулика забезпечує його вентиляцію завдяки конвекції. Крім того, в бджолиній родині є група бджіл-вентиляторів, які розміщуються рядами і махають крилами, сидячи на місці. Ці бджоли створюють повітряні струмені, достатні для вентиляції вулика.

Тварини та електрика

• Із 20 тисяч відомих сьогодні риб 300 можуть генерувати електрику. Так, наприклад, електричний скат може створювати напругу до 400 В і силу струму 60 А!

• Чому птахи спокійно сидять на високовольтних проводах? Тіло птаха являє собою розгалуження кола, опір якого набагато більший порівняно з опором шматка проводу між лапками птаха. Тому сила струму, який проходить через тіло птаха, є дуже малою. Але якщо птах випадково хвостом або крилом доторкнеться до стовпа та в такий спосіб з’єднається із землею, його відразу буде вбито струмом.



Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити