Bio, geo ja keemia

Bioloogia näib erandite teadusena seni, kuni hakkad lugema. Doos, pärilikkus, populatsioon ja reaktsioonikiirus järgivad reegleid, mis on piisavalt ranged, et ennustada, ja just seda need tööriistad teevad.

Newest in this category

Peatükid

Lühikesed jadad üksikute tööriistade asemel. Iga samm annab järgmisele midagi kindlat, seega tasub need läbida järjekorras.

L2: kool

Segud ja lahused

CHEMSegus olev gaas allub omaenda osarõhule, mis seab sukeldujale sügavuspiiri. Vedelik keeb seal, kus tema aururõhk võrdsustub välisrõhuga. Kaks isepäist vedelikku seiskavad destillaatori umbes 95,6% etanooli massiosa juures, lahustunud osakesed võrdsustavad ühe kelvini külma kolmeteistkümne baarise osmootse rõhuga ning sool lahustub vaid seni, kuni selle ioonide korrutis saavutab püsiva väärtuse.

  1. 01Osarõhk
  2. 02Aururõhk ja keemine
  3. 03Fraktsioneeriv destillatsioon
  4. 04Kolligatiivsed omadused
  5. 05Lahustuvuskorrutis

L3: ülikool

Soojusjuhtivuse, laine- ja Laplace'i võrrandid

PHYKolm võrrandit toetuvad ühele operaatorile, Laplace'i operaatorile. Neid eristab vaid see, mida teeb aeg. Soojus unustab. Kõigepealt kaovad teravaimad detailid. Laine kannab häirituse eemale ning tasapinnal ei jõua see kunagi päris lõplikult kohale. Laplace'i võrrandis puudub aeg sootuks. See on olek, kuhu soojus ununedes jõuab: iga punkt on oma naabrite keskmine.

  1. 01Soojusjuhtivuse võrrand
  2. 02Aastaajad maa all
  3. 03Lainevõrrand
  4. 04Laplace'i võrrand

L3: ülikool

Kuidas sünnib ilmaprognoos

GEOPrognoos tähendab mudeli käivitamist algolekust, mida keegi täpselt ei tea. Seetõttu arvutavad sünoptikud seda mitu korda ning lasevad lahknevusel öelda, kui palju tulemust usaldada. Teine lehekülg avab mudeli ja leiab nurjumise viisi, millel pole kaosega mingit pistmist. Kolmas naaseb Lorenzi 1963. aasta võrrandite juurde, kus lahendi asukoht läheb peagi kaotsi, ent selle visandatud kujund mitte kunagi.

  1. 01Ansambelprognoos
  2. 02Ilm ruudustikul
  3. 03Lorenzi atraktor

Ülesanded täielikult lahendatud

Mida sa siit teada saad

Artiklid nende tööriistade põhjal

Kõik selle valdkonna tööriistad

Allomeetrilise skaleerimise uurija
Ainevahetus kasvab astmes mass^0,75, samas kui naha soojuskadu ennustab väärtuseks 0,67. Üle 10 000-kordse massivahemiku lahknevad need kaks astmenäitajat teguriga 2,09 ja just seepärast vaieldigi ühe komakoha üle tervelt sajand.
Aururõhk ja keemistemperatuur (Clausius-Clapeyron)
Vesi keeb Everesti tipus 71,8 °C juures ja 10,5 psi rõhuga autoklaavis 115,8 °C juures. Üks peitsoojus ennustab mõlemat ühe kraadi täpsusega ning aurutabelid näitavad täpselt, kus see enam ei kehti.
Bayesi biosignatuuri uuendus
Rakenda Bayesi teoreemi biosignatuuri tuvastamisele: määra elu eelnev tõenäosus, instrumendi tundlikkus ja valepositiivsete määr, et näha tegelikku tagajärgset tõenäosust.
Beer-Lamberti seadus
A = εcℓ on üks korrutamistehe ja neelduvus on kümnendlogaritm, seega võtab esimene neelduvuse ühik 90% kiirgusest ja teine veel 9%. Näit, mida spektrofotomeeter mõõdab kõige täpsemalt, asub kohal A = 0,4343. Sellest eemaldumine vähendab täpsust.
Bioloogilise mitmekesisuse indeksi kalkulaator
Simpsoni domineerimise indeks λ = Σpᵢ² on osakaalude ruutude summa, mida regulaatorid kasutavad monopoli tuvastamiseks. Pange 100 isendist 80 ühte liiki ning liigirikkus jääb 5 peale, samas kui ühtlus langeb 0,48-ni.
DNA ahelavahetuse loogikavärav
DNA-väraval kulub 90% väljundini jõudmiseks 38 minutit, seega üks päev keemiat annab 37,5 kihi sügavuse vooluringi. Molekulaarne loogika võidab sündmuse energia osas umbes 10⁴ korda ja kaotab ajas 10¹¹ korda.
DNA andmesalvestuse maht
Kõigi mainitud homopolümeeri reegel maksab 0,9% neist kahest bitist, mida alus suudab kanda. Praimerid ja indeks võtavad igast 152 alusest 53 ehk 34,9%, sest katseklaasis oleval ahelal pole aadressi.
DNA arvutuse mastaap
Rändkaupmehe probleemi kakskümmend linna mahuvad poolde grammi DNA-sse; kolmkümmend üheksa kaaluvad 1,46 Maad. Kodeering on vaid konstantne tegur, seega müür asub 39 linna juures, olenemata sellest, kas kulutad igaühele 20 või 200 alust.
DNA koodonite tõlkija
Tõlgi DNA järjestusi aminohapeteks, kuva koodoneid ja uuri geneetilist koodi
Energia operatsiooni kohta
Biti kustutamine kehatemperatuuril maksab vähemalt 2,967 × 10⁻²¹ J ning räni loogikasündmus maksab sellest 337 077 korda rohkem. Sama 10 Wh aku kestab ränis 10 000 tundi ja teoreetilisel alampiiril 384 500 aastat.
Faraday elektrolüüsiseadused
Laeng jagatud Faraday konstandiga on elektronide hulk moolides ja metalli mass leitakse valemist m = (Q/F)(M/z). Arvuta kattekihi paksus või leia need 2 979 980 ampertundi, mis kuluvad tonni alumiiniumi tootmiseks.
Fraktsiooniv destillatsioon ja etanooli–vee aseotroop
Raoult'i seaduse järgi muudavad kaksteist astet 10 mol% etanoolisisaldusega meski 99,954 mol% etanooliks. Tegelik segu ei ületa kunagi oma aseotroopi, milleks on mõõdetud 95,57% etanooli massi järgi ja 78,17 °C, ükskõik kui palju astmeid sa lisad.
Föönituuled ja vihmavari
Tõsta õhuvool üle mäeharja ja too tagasi alla: pilve alumine piir, väljasadava vee hulk ning sellele järgnev tuulealuse nõlva soojenemine.
Gibbsi vabaenergia ja iseeneslikkus
Lubjakivi neelab lagunemiseks 178,8 kJ/mol ja teeb seda üle 843,1 °C nagunii, sest ainult ΔS-i märk määrab, kas soojus suudab reaktsiooni suunda muuta. 25 °C juures tähendab iga 5,708 kJ/mol ΔG-d ühte suurusjärku K väärtuses.
Hapniku ja hemoglobiini dissotsiatsioonikõver
Küllastumus Hilli võrrandi järgi, Bohri efekt, arteriaalse vere hapnikusisaldus ning kui palju hapnikku üks liiter verd tegelikult kohale toimetab.
Happe-aluse tiitrimine
0,1 M nõrk hape (pKa 4,76) peatub pH 2,88 juures, kus tugev hape annaks 1,00, ent mõlemad vajavad ikkagi sama 25,00 mL alust. Tugevus muudab kõvera kuju, kuid mitte kunagi selle lõpp-punkti.
Hardy-Weinbergi tasakaal
Kui q = 0,01, on 10 000 inimese kohta haige vaid üks ja kandja üks 50-st, seega iga juhtumi kohta 198 kandjat. Kõigi haigete eemaldamine paljunemisest muudab q väärtuse kümne põlvkonna jooksul vaid 0,0091-ni.
Hessi seadus ja reaktsiooni entalpia
Süsinik ei põle kunagi puhtaks CO-ks, kuid ometi teame selle tekkeentalpiat lahutamise teel 0,1 kJ/mol täpsusega. Liida mõõdetud reaktsioone nagu võrrandeid ja benseen osutub 150,4 kJ/mol stabiilsemaks kui selle joonisel kujutatud kaksiksidemete ring.
Ilm ruudustikul
Tuul läbib 1 km ühe 100 s pikkuse sammuga. Tee ruudud 1 km laiuseks ja skeem on täpne. Tee need aga 667 m laiuseks ning seesama mudel, sama tuul ja sama füüsika ületab sammul 44 algse tippväärtuse kümme korda, kasvades lõpuks väärtuseni 1,8 × 10³⁰.
Ilma ansambelprognoos
Ühe mänguatmosfääri viiskümmend prognoosi. Kuueteistkümnendaks päevaks on kõik viiskümmend halvemad kui nende endi keskmine. Hajuvus ennustab viga korrelatsiooniga r = 0,80 kuuekümne käivituse lõikes ning keskmine ise on ilmapilt, mis ei saakski tegelikkuses esineda.
Interaktiivne perioodilisustabeli avastaja
Uuri kõiki 118 elementi elava perioodilisustrendide soojuskaardi, agregaatolekute temperatuurisimulaatori, elektronkonfiguratsioonide ja Bohri diagrammide abil.
Isostaasia ja Mäejuured
Iga mäekilomeeter ujub 5,6 km pikkusel juurel, viies 84,85% plokist maa alla, jäämäe 89,46% vastu. Airy 49,55 km pikkune juur Everesti all on koht, kus mudel hakkab alt vedama.
Isotoopide jaotus massispektromeetrias
Ühe klooriaatomi korral moodustab M+2 piik 32,00% M-ist, ühe broomiaatomi puhul aga 97,28%. Sisestage mis tahes valem ja uurige kogu selle isotoopmustrit: miks on dibromometaani kõrgeim piik M+2 ning miks on vaid 2,90% insuliinimolekulidest insuliini monoisotoopse massiga.
Kaardiprojektsiooni moonutuse labor
Lohista laiuskraadi ja võrdle Mercatori ning õigepindse kaardi kompromissi.
Keemilise tasakaalu ja Le Chatelier' labor
Poolita H₂ + I₂ ⇌ 2HI maht ja konversioon jääb ikkagi 78,0% juurde. Suru ammoniaak 2 L-lt 0,25 L-le ja see tõuseb 36,7% pealt 69,3% peale. Ruumala astendaja on −Δn ja ei midagi muud.
Kehamassiindeksi (KMI) kalkulaator
Suurenda keha ilma selle kuju muutmata ja KMI muutub ikkagi. 175 cm ja 70 kg etalonkeha on 191,4 cm pikkusena ülekaaluline ning 141,6 cm pikkusena alakaaluline, ilma et kuskil oleks grammigi lisarasva.
Kiskja-saaklooma dünaamika
Lotka-Volterra populatsioonidünaamika simulaator.
Kolligatiivsed omadused: külmumine, keemine ja osmoos
Lahus, mis külmub ühe kelvini võrra madalamal temperatuuril, avaldab 25 °C juures 13,29-baarist osmootset rõhku. Kõik neli kolligatiivset nähtust loendavad vaid lahustunud osakesi ja ei midagi muud ning krüoskoopiline konstant on tegelikult vee sulamissoojus teisel kujul.
Kristallide pakkimistihedus: kui tihe on metall?
Tahkkeskendatud kuupvõre ja heksagonaalne tihepakend täidavad mõlemad ruumist 74,05% ning ükski paigutus ei täida seda rohkem. Vali metall ja vaata selle pakkimistihedust, aatomiraadiust ja tihedust lähtudes võreparameetrist. Uuri, miks muutub raud 912 °C juures kuumutamisel tihedamaks ning miks on tsink pakitud hõredamalt kui raud.
Laamade liikumiskiiruse teisendaja
Teisenda tektoonilise laama nihe geoloogilise aja jooksul liikumiskiiruseks ja prognoosi tulevast vahemaad.
Lahjenduskalkulaator
Arvuta lähtelahuse ja lahusti kogused lahjendamiseks valemiga C₁V₁ = C₂V₂.
Lahustuvuskorrutis (Ksp) ja ühise iooni toime
Hõbekromaadi Ksp on hõbekloriidi omast 158 korda väiksem, ometi lahustub seda 4,92 korda rohkem. Kuus soola siinsest üheteistkümnest järjestuvad Ksp ja lahustuvuse järgi erinevalt, ning just seetõttu on Mohri tiitrimine võimalik.
Lewise struktuur ja VSEPR molekulaarlabor
Ehita molekule 2D tasapinnal ja uuri nende 3D VSEPR geomeetriat, orbitaale, hübridisatsiooni ja sidemete nurki.
Logistiline kasv koos saagiga
Simuleeri logistilist populatsiooni kasvu konstantse saagimääraga — stabiilsest tasakaalust populatsiooni kokkuvarisemiseni.
Maapinna temperatuur: aastaajad maa all
Maapind soojeneb ja jahtub aasta- ning ööpäevarütmis. Need temperatuurikõikumised levivad ka sügavamale pinnasesse, kuid sumbuvad ja hilinevad. Siit näed, miks sumbumist ja hilinemist kirjeldab üks ja sama arv, mis sügavusel aastaajad täpselt vastupidiseks muutuvad ning miks ööpäevased kõikumised ei ulatu isegi poole meetri sügavusele.
Maavärina magnituudist energiaks
Üks magnituudipunkt tähendab 31,62× energiat ja 10× maapinna liikumist; mõlemad on õiged ja vastavad erinevatele küsimustele. Ühe 8-magnituudise maavärinaga võrdsustumiseks kulub 1000 6-magnituudist.
Metsatulekahju simulaator
Liiguta tihedus 0,57-lt 0,62-le ja põleng hüppab 7,6% metsast 87% peale, ilma ühegi vahepealse väärtuseta. 0,59 juures põleb sama mets 7,6%, 58,8% või 19,3%, sõltudes vaid sellest, millise kaardi sa joonistasid.
Michaelis-Menteni kineetika
Pool kiirust maksab ühe Km substraati, 90% nõuab üheksat ja 99% üheksatkümmend üheksat, mistõttu Vmax arvutatakse välja ja seda ei mõõdeta kunagi. Konkureeriv inhibiitor nihutab Km-i 5-lt 13,33-le ja jätab Vmax-i 100 juurde.
Molekulaarse kella kalkulaator
Kolmteist joondatud lämmastikalust ühe lahknevusega dateerivad hargnemise 8,1 miljoni aasta taha. Lisa veel üks lahknevus ja ajaks saab 17,2 miljonit, mis näitabki ilma veapiirita esitatud molekulaarse kella tegelikku väärtust.
Nernsti pinge ja elektrokeemia labor
Kontsentratsioon mõjutab elementi vaevu: 25 °C ja n = 2 juures maksab Q miljonikordne nihe alla 0,18 V. Temperatuur muudab hoopis tõusu – 59,16 mV pealt dekaadi kohta 66,10 mV-ni 60 °C juures.
Ohu Kordumisperiood ja Eluea Risk
100-aastane üleujutus tähendab 30-aastase hüpoteegi jooksul 26,03% riski ning üks täielik kordusperiood annab 63,40%, mitte kunagi kindlust. 475-aastane arvestuslik maavärin on ümberpööratult 10% võimalus 50 aasta jooksul.
Osarõhk (Daltoni seadus): sukeldumine ja kõrgus
Õhu hapniku osarõhk jõuab 1,4 baarini 56,43 meetri sügavusel merevees. Nitroks 32 saavutab selle 33,44 ja puhas hapnik 3,85 meetri juures. Mis on Daltoni seadus ning miks jõuab Everesti tipus kopsudesse vähem kui kolmandik merepinna hapnikust.
Pargi loendus
Loomapark loendab oma loomi ja koguarv klapib täpselt. Kaks statistilist argumenti esimesest „Sauruste pargi” romaanist, mis mõlemad vastavad tõele: miks oodatava arvu juures peatuv otsing ei suuda kunagi tuvastada ülejääki ja kuidas suuruste jaotuskuju reedab paljunemise.
PCR-võimendussimulaator
Kolmkümmend täiuslikku tsüklit muudavad ühe molekuli 1,07 × 10⁹ molekuliks. Langeta tõhusust 5% võrra ja kaotad 2,14-kordselt, mis on üle poole saagisest, sest puudujääk korrutatakse kolmkümmend korda läbi, mitte ei liideta üks kord.
pH / happe-aluse kalkulaator
250 mL klaasitäie maohappe lahjendamiseks pH väärtuselt 1,5 kohvi pH 5,0-ni kulub 791 liitrit vett ning pH 7 on kättesaamatu: tugev hape peatub 6,79 juures, kus vee enda ioonid võtavad võimust.
Piirav reagent ja stöhhiomeetria
6 g vesinikku annab 2,9762 mol lämmastiku 0,9995 vastu ja saab ikkagi esimesena otsa: koefitsientidega jagatult on suhe 0,9921 ja 0,9995 ning just väiksem arv on see, mis piirab.
Populatsiooni kasv ja kaos
Logistiline kasv pidevas ja diskreetses ajas — stabiilsest tasakaalust kaoseni
Punnetti ruudu kalkulaator
Monohübriid- ja dihübriidristamised koos genotüübiliste ja fenotüübiliste suhetega
Põlemissoojus kütuse ja hapniku kohta
Metaan annab kilogrammi kohta 50,03 MJ ja glükoos 14,10 MJ, kuid hapniku kilogrammi kohta annavad mõlemad ligikaudu 13 MJ. Võrdle kuueteistkümne kütuse soojushulka mooli, kütuse kilogrammi ning hapniku kilogrammi või liitri kohta. Näed, miks rasv annab grammi kohta rohkem energiat kui suhkur, kuid hingatud hapniku kohta vähem.
Radioaktiivse lagunemise kalkulaator
Süsinik-14 viis poolestusaega teeb 28 650 aastat ning alles on 3,125%. Tuhandest tuumast on see 31,25, kuid veerandit tuuma pole olemas: loendus on Poissoni jaotusega ja hajub umbes ±18%.
Radiomeetrilise dateerimise kalkulaator
Puit, mis sisaldab 62% oma süsinik-14 kogusest, dateeritakse 3,952 kiloaasta taha ning 1% viga selles osakaalus muudab vanuse veaks 2,1%.
Reaktsioonikineetika kalkulaator
4 °C külmikust 20 °C tuppa toodud 60 kJ/mol reaktsioon kiireneb 16 K peale 4,1 korda. Q10 käib temperatuuri, mitte reaktsiooni kohta: seesama reaktsioon annab külmkapis 2,13 ja keevas vees 1,52.
Riigikujude ja lippude väljakutse
Pane proovile oma geograafia- ja matemaatikateadmised riikide piirjoonte, lippude sümmeetria ning pealinnade abil.
SIR-epideemiamudel
Simuleeri haiguse levikut SIR-/SEIR-mudelitega — R₀, kollektiivne immuunsus ja epideemiakõverad
Suurringjooned
Lühim lend Londonist Los Angelesse suundub loodesse, ületab Gröönimaa lõunaosa ja maandub edelakursil: 8 760,1 km, võrreldes 9 732,5 kilomeetriga ühel kindlal kompassikursil lennates. Lohista maakeral kaht asukohta ja jälgi kursi muutumist.
Valgu voltumine: Levinthali paradoks
21-jäägine ahel otsib kogu oma konformatsioonilise ruumi läbi millisekundiga, viiekümnel jäägil kulub selleks 2300 aastat ja sajal 10²⁷ aastat. See paradoks välistab algoritmi, mitte kokkupakkimise.
Vere alkoholisisaldus: kuidas keha seda lagundab
80 kg kaaluva mehe puhul viib neli pinti tipptasemeni 1,26 g/L ja langeb keskmisel kiirusel alla 0,5 g/L kella 04:05-ks, tervete inimeste vahemikus aga kuskil 02:05 kuni 08:05. Widmarki valem koos Watsoni keha veesisaldusega.
Related categories: Matemaatika, Füüsika