水流向哪个方向？

星期五的文章，采访任务与现实世界的碰撞。



有一个众所周知的问题-在您的前面，有一条金属管，里面有水在流。如何确定其流动方式？在面试中仍然可以要求您。



公式不正确的许多问题已经解决，让我们找出该管道的问题所在。



预期的解决方案是加热管道，并观察热量将向哪个方向扩散。但是，这里还有许多其他细微差别。通常，假定它们将用燃气燃烧器加热。甚至存在一个限制，即您最多只能购买价值一百卢布的物品，这使得该任务几乎无法解决，但以后会更多。



首先，您需要确保水温足够低才能被触摸到。好吧，更准确地说，这样您就可以了解“非常热”和“非常非常热”之间的区别。很难肯定地说，但是它不可能高于50摄氏度。



其次，您需要确保水的流动速度远远高于水中的热量传播速度。例如，在流速为1mm / s的情况下，您不太可能了解水在哪里移动或根本没有移动。



第三，您需要确保水流速度不会过高。否则，她根本没有时间进行足够的热身。



人对温度差的温度敏感性约为1度。根据水的热容量〜4.2 kJ / kg，我们得出每克流动的水我们必须在4.2焦耳的区域内转移，以便能够感觉到温差。



假设通过用某种燃烧器加热管道，我们将可燃燃料热量的一半转移到管道上。这是一个相当大的假设，例如，好的燃气锅炉的效率在95％左右。



常规冷水供应中的流量约为1m / s。对于普通的1/2''管道，例如在浴室中，这将产生约200 g / s的流速。我们将依靠这些数字来了解管道的尺寸，以便在通常的流速下我们可以确定其方向。



让我们一起来看看王牌吧。假设您拥有良好的焊炬，乙炔和氧气即可解决该问题。燃烧器每小时消耗约一公斤乙炔，燃烧热约为50 MJ / kg。因此，考虑到低效率，我们每秒获得约13888 J的能量，其中约7000 J将被传输到管道。原则上，您可以每秒通过1.7千克水，以一定程度对管道进行加热。



好吧...该解决方案似乎有效。但是让我们面对现实吧，大多数程序员从来没有手过焊接机。最好查看某些应用程序的体系结构。假设将具有可更换气缸的传统燃气燃烧器（例如用于点燃水烟木炭的燃气燃烧器）用作加热设备。耗气量约为100 g / h。为了简化计算，我们采用相同的丙烷燃烧热，即50 MJ。我们每秒可以得到700 J，足以加热170克水。



它看起来不再那么有前途了。如果在这个神秘的管道的末端放了一根软管，而我的祖母则从其中倒出西红柿，也就是说，通过管道的液体流动几乎是无限的，那么我们将不再能够理解流动的方向。奶奶将不得不用手指轻轻捏住软管，这样任务就可以解决了。



通常，该条件意味着聪明的申请人会拿起打火机加热管道。我找不到任何地方的打火机耗气率。大概，从未有人进行过这样的更改。



让我们以气体烙铁为例。当然，这是比打火机功能更强大的设备，但让我们将这些数字用于计算。燃气烙铁消耗大约20毫升/小时，即大约10克/小时。这意味着在它的帮助下，我们将能够每秒加热约17克水1度。



17 g / s很小。对于这样的流量，必须将非常适度的消耗设备（例如苏打水机器）连接到管道。而且，这台机器与购物中心里的机器不一样，需要五秒钟半升的玻璃杯。这是一台非常缓慢地倒入玻璃的机器，适合场合。



总结以上所有内容，应按如下方式提出问题：



您处于无尽的领域。这是一条金属管，只不过是标准的水暖管道。水以不大于1 m / s且不小于1 mm / s的速度流入温度不超过50摄氏度的水中。您无法到达此管道的起点和终点。您需要什么物品来确定流体的运动方向？



听起来很傻。而且我们也省略了绝对愚蠢的澄清，例如管道不是由镓制成，周围的温度不是-190，大气层不包含爆炸性气体，或者您没有被转生为花栗鼠。



要以任何接近实际条件的方式解决问题，您都需要非常认真的设备。顺便说一句，您可能不知道如何使用。



与所有逻辑问题一样，这里的约定也无数。即使您遇到狼，山羊和白菜的问题-这怎么可能？您赤裸裸地站在河岸上，在您面前所有这些美好的事物，您需要穿越吗？哦，是的，河的两岸是金刚玉制成的，所以您不会猜测会把白菜埋葬。在这种情况下，任何正常人首先都会考虑是否要有秩序地打电话。



我们已经在上面弄清楚了，对于一个普通人用“带水的管子”这个词来想像，实际上热解决方案是不适用的。至少如果您不意外有一个燃烧器和两个气缸。



但是，可以考虑其他几种解决方案。同样，并非没有限制，而是更广泛地适用。



加热，但“反向”选项-用灭火器中的二氧化碳吹管，看霜如何融化。



您可以将音叉放在管道上，并听左右声音。沿流体运动的方向，声音将进一步传播。但是，这里需要足够高的速度。对于非常高的速度，您甚至可以听到多普勒效应。



特别强大的候选者可以简单地踢打管道，然后查看波向哪个方向衰减更快。



借助可调节的夹紧力，您可以挤压管道以减少通道，然后测量在狭窄部位两侧压缩所需的力。



通常，有解决方案。但是对于这样一个简单的任务来说，这很奇怪。而且，要达到管道末端，它们都比显而易见的困难得多。在现实世界中，不会出现无尽的管道。此外，重要的是在安装过程中指示流体的运动方向。甚至还有阀门可以防止向后运动。



不幸的是，这样的任务不会告诉候选人任何信息。好吧，除了他喜欢在闲暇时间解决难题之外。