Отвечаем на ваши гипотетические вопросы с точки зрения физики

Ответы наших пользователей. Голосование

Ответ № 1. Автор: Алексей

Что, если все электронные устройства будут излучать радиацию вместо электромагнитных волн (с такой же мощностью)?

Давайте возьмём за основу мобильные телефоны и СВЧ-печи. Согласно данным Википедии[1]en:w:Число телефонов в мире. в мире около 7 миллиардов телефонов, и производится около 75 миллионов СВЧ-печей в год[2].Оценка производства СВЧ-печей. Мощность каждого мобильного телефона в среднем от 2 Вт до 20 МВт. Мощность СВЧ-печи варьируется от 0,5 кВт до 2,5 кВт.

Примем за данность, что мощность излучения сотового телефона во время звонка — 2 Вт, а мощность СВЧ-печи 2,5 кВт, и будем считать, что в мире существует 750 миллионов СВЧ-печей.

Давайте подсчитаем, какую мощность будут выдавать эти устройства.

Сотовые телефоны будут выдавать 14 ГВт мощности, а СВЧ-печи примерно 2 ТВт.

Теперь давайте поймём, что же эти числа означают.

8 ГВт — это мощность самой крупной АЭС в мире[3],w:Атомная электростанция. то есть суммарная мощность телефонов и СВЧ-печей в 240 раз больше, чем мощность самой большой АЭС.

А теперь ответим собственно на вопрос: какое влияние окажет тот факт, что все электронные устройства будут излучать радиацию.

Обратим наш взор к Солнцу. Согласно этой картинке[4]Диаграмма интенсивности солнечного излучения. Солнце излучает примерно 1,5 кВт на квадратный метр поверхности Земли. Общая площадь земной поверхности 510 072 000 км2, нам нужна только половина — 255 036 000 км2. В одном квадратном километре миллион квадратных метров.

Таким образом, на Землю попадает примерно 380 ПВт (380·1015 Вт) солнечной энергии, а излучение от наших маленьких игрушек составит лишь пять десятитысячных процента от того, что принимает на себя Земля.

Ответ № 2. Автор: Марина

Что, если взять все грибы на планете и приготовить их каким-либо способом?

Очень осенняя тема.

Для начала нам надо понять сколько вообще грибов бывает, сколько они весят и как их можно готовить.

Точной оценки количества грибов на планете нет, удалось найти только информацию о количестве видов грибов. Учёные дают оценку в 100 000 видов грибов. Эта статья[5]Сколько грибов всего. утверждает, что на каждого жителя России приходится около 8 килограммов грибов в год. Я бы взяла это число и умножила на количество людей на Земле, и получится 56 миллиардов килограмм грибов. Энергетическая ценность килограмма грибов примерно 300 ккал.

Всего получается около 13 Ткал энергетической ценности, что эквивалентно 21 гигаватт-часу мощности. Для сравнения, мощность Саяно-Шушенской ГЭС составляет примерно 4 ГВт.

Но что же делать с таким количеством полезной энергии. Эти грибы надо приготовить.

Давайте их пожарим!

Чтобы нагреть один литр воды (а грибы в основном из воды и состоят) до 100 градусов, нужно потратить 100 калорий. Таким образом, чтобы пожарить наши грибы нам нужно 5600 Гкал энергии. Как-то не впечатляет, верно?

А если посолить?

На кулинарных сайтах пишут, что на один килограмм грибов нужно класть 50 грамм соли. То есть на засолку всех грибов нам понадобится 3 миллиарда тонн. Всего же соли в мировом океане около 50 миллиардов тонн, если считать, что в каждом литре морской воды её 35 грамм.

Всё равно не впечатляет.

А давайте сделаем грибы ядовитыми!

В 100 граммах бледных поганок находится 10 мг фаллоидина, при том, что для человека смертельная доза 20–30 мг. Таким образом, в 56 миллиардах килограмм грибов будет 5,5 миллионов килограмм яда. Этого достаточно, чтобы убить 280 миллиардов человек. Больше, чем когда-либо жило на Земле.

Ответ № 3. Евгений

Что, если все электронные устройства будут излучать радиацию вместо электромагнитных волн (с такой же мощностью)?

Знаете, нам хватит одних только мобильных телефонов. Но обо всём по порядку.

В первую очередь определимся, что понимать под словом «радиация». Википедия[6]w:Радиация (значения). сообщает нам, что в узком смысле под радиацией следует понимать ионизирующее излучение, а в широком — излучение вообще. Но и неионизирующее излучение не так уж безобидно, как кажется.

Нахождение в зоне с повышенным уровнем электромагнитного потока вызывает у человека усталость, тошноту, головную боль, а при чрезвычайных превышениях допустимых мощностей излучения возможны повреждения сердца, мозга и центральной нервной системы в целом. Ну и на психику излучение тоже давит: появляется раздражительность и поведение становится трудноконтролируемым.

В общем, для того, чтобы наш высокотехнологичный мир, пронизанный радиоволнами беспроводных каналов связи, не был населён толпами блюющих агрессивных полусонных зомби, страдающих мигренью, санитарные службы ввели специальные нормативы.

В США для мобильных телефонов во время разговора установлен максимально допустимый уровень «коэффициента поглощения электромагнитной энергии» в 1,6 Вт/кг[7].w:Удельный коэффициент поглощения электромагнитной энергии. Давайте теперь заменим радиоизлучение на ионизирующее. 1,6 Вт/кг — это 1,6 Зв[8]w:Зиверт./с. Переходим к магии чисел. «Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009) устанавливают максимально допустимую дозу для обычного населения в 70 миллизиверт за всю жизнь. Порог появления симптомов острой лучевой болезни у человека составляет 1–2 Зв на всё тело. Таким образом, если вы сбросите вызов на ваш радиоактивный телефон, не отвечая на него вовсе, вы можете отделаться костномозговой острой лучевой болезнью. Если вы поднимете трубку и скажете собеседнику, что вам неудобно с ним разговаривать без свинцового костюма, то подхватите кишечную ОЛБ. Через минуту душевного разговора у вас разовьётся токсемическая, она же сосудистая, ОЛБ, а десятиминутный разговор гарантированно станет последним в вашей жизни.

Ответ № 4. Андрей

Что, если взять все грибы на планете и приготовить их каким-либо способом?

Для начала нужно определиться, что имеется в виду под словом «грибы».

В обиходе «грибами» называют шляпочные грибы[9],w:Шляпочный гриб. которые обычно и употребляют в пищу. Я люблю грибной суп, поэтому предположим, что из них сварят суп.

Конкретные цифры по численности грибов на планете, разумеется, очень сильно зависят от климатических поясов и экосистем лесов, в которых они растут. Поэтому попробуем определить верхнюю границу общей численности грибов.

Средняя урожайность съедобных грибов для лесов бывшего СССР примерно равна 50 кг/га[10],Урожайность грибов. или 0,005 кг/м2. Площадь СССР — 22 402 200 км2. То есть если бы на каждом квадратном метре Советского Союза — от Азербайджана до Камчатки — росли грибы, то мы получили бы:

2,24022·1013 · 5·10-3 = 11,2·107 тонн съедобных грибов.

СССР занимал примерно 1/6 суши Земли. Раз у нас грибы растут на Крайнем Севере, то пускай будут расти и в Сахаре, и в Андах, и в Гималаях. Умножив результат на 6, получим 67,2·107 тонн грибов. Шестьсот семьдесят миллионов тонн.

Плотность грибов, разумеется, зависит от их вида. Немного поискав, я нашёл следующие цифры: от 200 г/л до 1,67 кг/л. (один из примеров) Возьмём среднюю величину: это будет 0,935 кг/л = 0,935 т/м3.

Значит, для того, чтобы приготовить все эти грибы одним махом, нам понадобится кастрюля объёмом:

67,2·107·0,935 = 6,2832·108 м3 = 0,63 км3.

Для сравнения: Москва-река заполнит такой объём за 66 суток[11],w:Москва (река). если будет наполнять его непрерывно!

Если считать, что температура воды будет комнатной, то только на нагрев такого объёма до кипения уйдёт энергия в 2,117·1014 Дж = 212 тераджоулей.

Самые мощные электрочайники, которые я знаю, имеют мощность в 3 кВт. Если суметь сконструировать 3-киловаттный чайник такой вместимости, то он нагреет всю воду за 2238 лет. Боюсь, к тому времени планета просто вымрет от нарушений пищевой цепочки.

Но если начать вредничать и представить, что грибы берутся все, то сюда добавятся и съедобные, и условно-съедобные, и несъедобные, и ядовитые, и галлюциногенные грибы. И даже если их всех сначала проварить, а суп варить уже «на второй воде», то шанс отравиться или умереть по-прежнему останется: не все ядовитые вещества способны стать безопасными для человека после температурной обработки. И хотя общая доля ядовитых грибов невелика (из европейских 5000 видов ядовитых только порядка 80), я бы не рискнул пробовать полученный супчик.

Ответ № 5. Автор: Михаил

Что, если все электронные устройства будут излучать радиацию вместо электромагнитных волн (с такой же мощностью)?

Короткий ответ: мы все умрём!

Немного разочаровывает: слишком коротко. Давайте рассмотрим подробнее.

Для начала надо определить, сколько именно излучения исходит от предметов среди нас. Вообще, как говорит Википедия, электромагнитные волны — это не только излучение от сотовых телефонов и микроволновок, это так же свет и радиоволны. Диапазон излучения радиоволн — от 3 кГц до 3000 ГГц, довольно трудно подсчитать их воздействие на всех людей в разных районах мира, воздействие будет разным, но мы примем, что люди в среднем будут облучаться 450 ГГц.

В больших городах всё пронизано сетями WiFi, излучение которых составляет 2,5 ГГц.

Теперь возьмём свет, световое излучение от люменисцентной лампы в среднем 75 Гц. Среднее излучение от мониторов — 2,5 Гц. И в конце возьмём мобильные телефоны, их излучение зависит от сетей и составляет 1–4 ГГц, возьмём среднее — 2 ГГц.

Теперь, когда мы знаем количество излучения, самое время превратить его в радиацию.

Представим, что 1 Гц = 1 Гр[12].Поглощённая доза равна одному грею, если в результате поглощения ионизирующего излучения вещество получило один джоуль энергии в расчёте на один килограмм массы.

Посмотрим, что будет. Как вы могли догадаться — ничего хорошего…

Для начала изменим только излучение мобильных телефонов, телефоны излучают 2 ГГр (один ГГр — это миллиард Гр).

Это излучение примерно в миллиард раз выше того, что способен вынести человек. Ответив на звонок, он примет на себя энергию, равную взрыву 500 000 кг тротила. Смерть будет мгновенной, всё в округе будет уничтожено, и сам телефон — тоже. Но если представить, что все телефоны на Земле не уничтожатся и будут выпускать такую энергию постоянно, то радиация просто сожгёт всё, что находится вблизи. Человечество будет практически уничтожено, выживут лишь те, кто не использовал телефон. Но если оставшиеся трубки неуничтожимы, то достаточно скоро погибнут все. Мир будет уничтожен и запылает в радиоактивном огне. Но это только телефоны.

И, вот, представьте себе: вы сидите у себя дома — в центре оживленного мегаполиса, на вас светит люменисцентная лампа, перед вами монитор компьютера, вы сидите в Интернете через WiFi и говорите по телефону. То же самое делают многие люди в вашем доме, и в городе, и в стране, и в мире. В мире, пронизанном радиоволнами. Излучение от техники в вашем доме будет ничтожным относительно радиации, в которую превратились радиоволны. Они выводят энергию равную 450 000 000 Дж, эта энергия эквивалентна взрыву 112 500 000 кг тротила, что в 5,5 раз мощнее бомбы, сброшенной на Хиросиму. Такое повсеместное воздействие мгновенно уничтожит всех людей и жизнь на Земле, но планета, скорее всего, выживет.

Ну вот и всё. Мы ответили на вопрос: все люди мертвы, безжизненная планета в огне, и вряд ли когда-нибудь отправится от радиации, которая практически уничтожила атмосферу. Всё ещё не достаточно?

Ну ладно, последний раз. Существуют коротковолновые передатчики с мощностью 3000 ГГц. Если покрыть этими волнами всю поверхность, мощность излучения будет равна 3 000 000 000 Дж или 700 миллионов кг тротила. Суммарная мощность на площади всей планеты будет чудовищной — мой калькулятор с этим не справится. Подобное излучение уничтожит всю планету ещё до того, как уничтожит трансляторы, оставив после себя кучу радиоактивных осколков. Думаю, теперь точно всё.

Ответ № 6. Внеконкурсный. Автор: Михаил

Что, если взять все грибы на планете и приготовить их каким-либо способом?

Чтобы ответить на вопрос, для начала, нужно определиться что такое грибы[13],w:Грибы грибы бывают разные, но мы собрались грибы готовить, для этого мы выбираем только высшие грибы.

Узнаем, сколько же грибов в мире, как говорят источники, в мире примерно насчитывается 672 000 000 000 кг грибов.

Теперь давайте их пожарим, для приготовление в обыкновенной сковородке килограмма грибов будет потрачено примерно около часа, у обычной плиты 4 конфорки представим что они достаточно большие чтобы поставить на каждую по сковородке, такая плита будет потребляет примерно 2 кВт в час. Площадь подобной плиты будет примерно 1,5×1,5 метра.

Итак, сколько же нужно плит и энергии чтобы одновременно пожарить все грибы?

Для приготовления такого количества грибов одновременно придется покрыть плитами площадь в 378 000 000 км2, для сравнения площадь Евразии 53 893 000 км2, площадь нашей планеты 510 072 000 км² суша занимает только 30% от общей площади, поэтому мы разместим плиты на воде, площади мирового океана как раз для этого хватит, с площадью разобрались, теперь что на счет энергии, чтобы приготовить все грибы одновременно придется потратить 336 ТВт энергии, для сравнения, общая мощность потребляемой человечеством электроэнергии в 2007 году в среднем оценивалось в 1,95 ТВт.

1 кВт в среднем по миру стоит 5 р.

За этот час мы потребим энергии на 16,8 триллионов рублей.

Ну вот казалось бы и все, мы ответили на вопрос, грибы пожарены все довольны, потрачены огромные деньги, человечество на грани войны и мирового кризиса, зато мы накормили всех вкусными грибочками.

Но на самом деле это еще не все, мы ведь пожарили все грибы, в том числе и не съедобные, после вкусных грибов у большинства населения планеты отравление, их не кому лечить, потому что врачи тоже отравлены, а печи продолжают выделять энергию равную 12 ЭДж (эксаджоулей)(Дж 1018) в час, каждый квадратный метр поверхности плит производит энергию равную 31 746 031 Дж, это эквивалентно взрыву 7 558 578 кг тротила на одном квадратном метре. Как известно 625 кВт энергии испарит 1 м3 воды за час. Объем мирового океана 1 340 740 000 000 м3. Чтобы его испарить будет необходимо потратить около 837 962 500 000 000 кВт, или приложить энергию равную 3 016,665 × 1018 Дж, наши плиты (при условии если они будут работать постоянно) смогут испарить мировой океан примерно за 10 суток… После чего выжившие после отравления смогут отключить плиты от сети, хотя земля изменилась навсегда и вымерло большинство животных, некоторым людям удалось выжить, без энергии им придется туго, климат чудовищно измениться, они соберут остатки технологий и будут пытаться восстановить цивилизацию, хотя скорее всего у них ничего не получиться и они вернуться к первобытному строю, но на этой теперь враждебной планете люди долго не подержаться и в итоге вымрут…

Пожарили, называется, грибочков.