水はどちらの方向に流れますか?

インタビュータスクと現実世界の衝突に関する金曜日の記事。



かなりよく知られている問題があります-あなたの前に水が内部を流れる金属パイプがあります。それがどちらの方向に流れるかを決定する方法は?それでもインタビューであなたに尋ねることができます。



不正確な定式化に関する多くの問題はすでに解決されています。このパイプの何が問題なのかを理解しましょう。



予想される解決策は、パイプを加熱し、熱がどの方向に広がるかを確認することです。しかし、ここには多くの追加のニュアンスがあります。原則として、ガスバーナーで加熱すると想定されています。 100ルーブルまでの価値のあるアイテムを所有できるという制限さえありました。これにより、この方法では問題を実質的に解決できなくなりますが、それについては後で詳しく説明します。



まず、水温が触れられるほど低いことを確認する必要があります。まあ、もっと正確に言えば、「とても暑い」と「とてもとても暑い」の違いを理解できるように。確かに言うのは難しいですが、50℃を超える可能性は低いです。



第二に、水が水中の熱伝播速度よりもはるかに速い速度で流れることを確認する必要があります。たとえば、1mm / sの流量では、水がどこに移動しているか、または水が移動しているかどうかを理解することはほとんどありません。



第三に、水が速く流れすぎないようにする必要があります。そうでなければ、彼女は単に十分にウォームアップする時間がありません。



温度差に対する人間の温度感度は約1度です。水の熱容量〜4.2 kJ / kgに基づいて、温度差を感じることができるようにするには、流れる水の1グラムあたり4.2ジュールの領域で移動する必要があることがわかります。



ある種のバーナーでパイプを加熱することにより、可燃性燃料の約半分の熱をパイプに移すと仮定します。これはかなり寛大な仮定です。たとえば、優れたガスボイラーの効率は95%程度です。



従来の冷水供給の流量は約1m / sです。通常の1/2インチのパイプの場合、たとえばバスルームでは、これにより約200 g / sの流量が得られます。通常の流量で方向を決定できるように、パイプのサイズを把握するためにこれらの数値に依存します。



トランプカードで行きましょう。問題を解決するための優れた溶接トーチ、アセチレン、および酸素があるとします。バーナーの消費量は1時間あたり約1キログラムのアセチレンで、燃焼熱は約50 MJ / kgです。したがって、パイプの効率が低いことを考慮すると、1秒あたり約13888 Jが得られ、そのうちの約7000が転送されます。原則として、毎秒1.7kgの水を通過させることでパイプをある程度暖めることができます。



まあ...解決策はうまくいくようです。しかし、それに直面しましょう。ほとんどのプログラマーは、溶接機を手にしたことがありません。そして、いくつかのアプリケーションのアーキテクチャを調べるのが最善です。フッカ炭を点火するために使用されるもののような、交換可能なシリンダーを備えた通常のガスバーナーが加熱装置として使用されると仮定します。ガス消費量は約100g / hです。計算を簡単にするために、プロパンの同じ燃焼熱、つまり50MJを使用します。毎秒700Jを得ることができます。これは、170グラムの水を加熱するのに十分です。



それはもうそれほど有望に見えません。この不思議なパイプの遠端にホースを取り付け、祖母がそこからトマトを注ぐと、つまりパイプを通る液体の流れが実質的に無制限になると、流れの方向を理解できなくなります。おばあちゃんは、タスクが解決できるように、指でホースを軽くつまむ必要があります。



一般的に、この条件は、賢い申請者がライターを取り、パイプを加熱することを意味していました。ライターのガス消費率はどこにも見つかりませんでした。おそらく、そのような変更を行うことは誰にも起こりませんでした。



ガスはんだ付けアイアンのデータを見てみましょう。確かに、これは軽量よりも強力なデバイスですが、これらの数値を計算に使用してみましょう。ガス焚きはんだ鉄は約20ml /時、つまり約10g /時を消費します。これは、その助けを借りて、毎秒約17グラムの水を1度加熱できることを意味します。



17 g / sはごくわずかです。このような流れの場合、非常に控えめな消費者、たとえばソーダマシンをパイプに接続する必要があります。さらに、これはショッピングセンターと同じマシンではありません-5秒半リットルのガラスが用意されています。非常にゆっくりとグラスを注ぐ機械であり、その場にふさわしい厳粛さを持っています。



上記のすべてを要約すると、問題は次のように提起されるべき



ですあなたは無限の分野にいます。これは、標準の配管パイプにすぎない金属パイプです。その中を水が流れ、温度は50℃以下、速度は1 m / s以下、1 mm / s以上です。このパイプの最初と最後に到達することはできません。流体の移動方向を決定するためにどの項目が必要ですか?



かなりばかげているように聞こえます。また、パイプがガリウムでできていない、周囲の温度が-190でない、大気が爆発性ガスで構成されていない、チップマンクに生まれ変わっていないなど、まったく愚かな説明も省略しました。



実際の状況に近い方法で問題を解決するには、非常に深刻な機器が必要です。ちなみに、あなたはおそらく操作方法を知らないでしょう。



すべての論理問題と同様に、ここでの規則は単純に無数にあります。オオカミ、ヤギ、キャベツで問題を抱えていても、どうしてこれが可能でしょうか?あなたは裸で、川のほとりに立っていて、あなたの前にこれほど良いものがあり、あなたは渡る必要がありますか?そうそう、川の土手はアダマンチウムでできているので、キャベツを埋めるとは思わないでしょう。このような状況では、普通の人はまず、整然と電話するかどうかを考えます。



私たちはすでにそれを上で理解しました、普通の人が「水でパイプ」というフレーズで想像することのために、熱ソリューションは実際には適用できません。少なくとも、誤ってバーナーと2つのシリンダーを持っていない場合。



ただし、他のいくつかの解決策を考えることができます。また、制限がないわけではありませんが、より広く適用できます。



熱的ですが「逆」オプション-消火器からの二酸化炭素でパイプを吹き飛ばし、霜がどのように溶けるかを確認します。



パイプにチューニングフォークを置いて、左右の音を聞くことができます。流体の動きの方向に、音はさらに広がります。ただし、ここでは十分な高速が必要です。非常に高速の場合は、ドップラー効果を聞くこともできます。



特に強力な候補者は、単にパイプを蹴って、波がどの方向に速く減衰するかを確認できます。



クランプ力を調整することで、パイプを絞って通路を狭くし、くびれの両側でパイプを圧縮するのに必要な力を測定できます。



一般的に、解決策があります。しかし、そのような単純なタスクにはかなり奇妙です。そして、それらはすべて明白なものよりも困難です-パイプの端に到達すること。現実の世界では、無限のパイプは発生しません。さらに、重要な場合は、設置時に流体の移動方向が示されます。そして、後ろの動きを防ぐためのバルブさえあります。



残念ながら、そのようなタスクは候補者について何も教えてくれません。まあ、彼は暇なときにパズルを解くのが大好きだという事実に加えて。



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