Полет комара

[flavorchemist]

В продолжение темы комаров и репеллентов.

Трудно не согласиться. Химию и физику учить надо. Только не так, как учат в этой передаче.


Теперь собственно про физику.

Давайте рассмотрим, что же произойдет при столкновении комара с молекулой?

Этап 1

Упрощаем задачу. Рассматриваем комара и молекулу душистого вещества в замкнутой системе в одномерном пространстве и в вакууме, что бы нам не мешали другие молекулы и просто проще было считать.



Этап 2.

Для тех, кто совсем все забыл, есть такой закон - закон сохранения импульса, который как нельзя лучше подходит для решения данной задачи. Суть его в том, что сумма импульсов комара и молекулы должна быть величиной постоянной, вне зависимости о того, измерять ее до или после удара.

Комар очевидно движется вперед. Если он на самом деле движется назад, то меняем все знаки на противоположные, на конечный результат это не повлияет.

По условиям задачи, после столкновения с молекулой, Комар отлетает в направлении, противоположным его направлению движения. Разворот вектора движения комара может говорить о том, что до столкновения молекула не была неподвижной, а двигалась навстречу комару.


(о том, почему нарисована именно такая молекула, читать ниже)

Этап 3.

Исходные данные:

Голодный комар весит 2,5 мг = 2.5x10^-6 кг.

Скорость движения комара (если не стрелять его из пистолета) около 3 км/час = 0.83 м/с

Теперь нам нужно выяснить массу молекулы, с которой столкнулся комар.

Здесь достаточно просто. Поскольку основной в запахе герани - гераниол с молекулярной массой 154 г/моль, то его и примем за отправную точку. Если Авогадро не ошибся, то одна молекула гераниола весит (0.154 /  (6.02 x 10²³) ) =  2.56 x 10 ^-25 кг

Этап 4.

Вычисляем скорость движения молекулы.

Для полного останова комара в случае столкновения с молекулой, нам нужно, что бы импульс комара был равен импульсу гераниола.



М_комара x V_комара = M_{гераниола} x V_{гераниола}

отсюда минимальная скорость, с которой должна лететь молекула гераниола навстречу комару, что бы комар изменил направление движения на противоположное, составляет

V_{гераниола} =  2.5x10^-6 x 0.83 / 2.56 x 10 ^-25 = 8.14 x 10 ¹⁸ м/с = 2.7 x 10 ¹⁰ c,

где

с = 299 792 458 м/с = скорость света в вакууме

А вы говорите нейтрино. Гераниол!!!

Конечно, если комар будет лететь медленнее, то и молекуле не надо будет столь сильно превышать скорость света.

Этап 5.

Поскольку мы все люди взрослые, и понимаем, что ни один объект во вселенной теоретически не может двигаться быстрее скорости света, то очевидно, что в расчетах допущена ошибка. Возможно, проблема в скорости движения комара. Давайте пересчитаем с другой стороны. 

Будем использовать то же самое уравнение.

М_комара x V_комара = M_{гераниола} x V_{гераниола}

только в этот раз решаем его относительно скорости комара. Среднюю скорость движения молекулы гераниола рассчитываем известным способом  и получаем 7 м/с  при температуре 25С. Таким образом, чтобы быть сбитым в полете летящей молекулой гераниола, комар должен двигаться со скоростью, не больше:

V_комара = 2.56 x 10 ^-25 x 7 / 2.5 x 10^-6 = 7 x 10 ^-19 м/с = 2.56 x 10 ^-15 м/час = 0.022 нм / год (1 нм = 1 нанометр = 10 ^-9 м)

А вы говорите, нанотехнологии. Комар!!!

А если серьезно, то герань конечно может опугивать комаров. Только очень плохо, и только от себя самой. Для, того, что бы отпугнуть комара от тела, поставить рядом куст герани маловато, нужно вымазаться гераниевым эфирным маслом с ног до головы. При этом эффективность отпугивания все равно будет хуже, чем если бы вы использовали стандартный, разрешенный репеллент.

Про безопасность? Можно бояться химии сколько угодно. Можно не пользоваться средством против комаров, которое не пахнет, безопасность которого хорошо изучена и подозрений не вызывает. Можно мазаться вместо этого эфирными маслами, чтобы одновременно благоухать геранью и быть покусанным, но это, извините, бред. Считать, что эфирные масла безвредны, впрочем тоже глупо. Тот же самый гераниол вполне себе аллерген.


Если где-то в расчетах напутал - не специально.

Comments

[lavela.livejournal.com]

В моем случае это цитронелла и герань, о которой тут выше речь была. ДЭТЫ нету.
Мысль я верно поняла, что при высокой плотности летучих гадов и прочих равных цитронелла будет менее эффективна, чем ДЭТА?

[polugut.livejournal.com]

>Мысль я верно поняла, что при высокой плотности летучих гадов и прочих равных цитронелла будет менее эффективна, чем ДЭТА?
Да. Многолетний опыт говорит за это. И не только мой. Коренные народы Сибири, о возрождении культуры которых так много говорится в узких кругах, забыли о традиционных средствах отпугивания кусачих гадов, и пользуются ДЭТОЙ, фумитоксами и дихлофосом. Дымари используются, но когда ветер слабый. И часто в эти дымари суют пластинки фумитокса.
>В моем случае это цитронелла и герань, о которой тут выше речь была. ДЭТЫ нету.
Как именно используются цитронелла и герань? Посажены вокруг дома? Или маслом мажетесь? Или средство так называется? Я встречал много видов ароматизированной ДЭТЫ, на бутыльках было крупно написано что натуральные средства, и мааааленькими буквами в списке составляющих было указано - "диэтилтолуамид". В таких средствах аромат лимона, гвоздики и т.п. создавали веру в натуральность компонентов, а диэтилтолуамид пугал комаров.