— Если сильно нагревать муку, крупу или рис, то получается очень много дыма и остается такой черный пепел, — пытались объяснить свои опыты ребята.
— Не пепел, а попросту уголь, — поправил «научные» объяснения детей пан Станислав. — Соединения, в состав которых входит углерод, под влиянием сильного нагревания разлагаются, выделяя едкий дым, а остается почти чистый уголь.
— Уголь, такой, как у нас в подвале! — обрадовалась Гося.
— Нет, не угадала, — отрицательно покачал головой отец близнецов.
Удивленные ребята молча ждали дальнейших объяснений.
— Чистый углерод — это сажа, графит и алмазы. Уголь в подвале содержит большой процент углерода, но только в химических соединениях с водородом, азотом, кислородом, серой. Сейчас вы в этом убедитесь сами. Томек, принеси-ка кусочек угля, а ты, Гося, зажги спиртовку.
Пан Станислав взял с полки баночку, наполненную черным порошком.
— Это сажа. Сколько бы мы её не нагревали, она не разложится на составные элементы, так как состоит из чистого углерода. А вот интересно, как будет вести себя в таких же условиях уголь?
На столе появились штатив, пробирка и стеклянные трубки. Пан Станислав насыпал в пробирку до половины растертый в порошок уголь и закрыл пробкой с длинной изогнутой стеклянной трубкой. Другой конец трубки опирался на подставку, а под ним находилась небольшая стеклянная мисочка.
— Ребята, вы будете нагревать пробирку, а Гося и Антек должны охлаждать стеклянную трубку мокрыми тряпочками, постоянно их меняя, чтобы трубка была всё время холодной.
В лаборатории воцарилась напряженная тишина. Томек осторожно обогревал пробирку спиртовкой, высунув от усердия кончик языка. Через несколько минут в пробирке над углем появился жёлтокоричневый дым.
— Есть, есть! — закричала Гося. — По трубке что-то течет!
Действительно, в обернутой мокрой тряпкой трубке появились капельки темной жидкости и начали капать в мисочку.
Пан Станислав зажег спичку иг поднес к трубке — возле отверстия появился маленький огонек.
— Дядя Станислав, папочка, ну объясни же в чем дело, — не выдержали дети.
— Перед вами миниатюрный газовый завод, — начал пан Станислав. — Под влиянием сильного нагревания уголь, также как мука или сахар, разлагается. На дне пробирки, а на больших газовых заводах в железных камерах, остается кокс. Правда, это еще не чистый углерод, но кокс содержит его гораздо больше, чем обыкновенный уголь. Как вы думаете, ребята, что происходит с газами, выделяющимися при разложении угля?
— Улетучиваются вот сюда, — показали ребята на стеклянную трубку.
— Правильно. Однако в стеклянной трубке часть газов сконденсировалась и превратилась в жидкость. Да-да, именно в эти темные капельки в мисочке.
— А пламя на конце трубки? — вспомнил один из близнецов.
Пан Станислав терпеливо объяснял дальше.
— Часть несконденсированного газа собирают на газовом заводе в большие резервуары и посылают потом по трубам на заводы и в жилые дома. Кокс, который успел остыть в камерах, отсылают на металлургические заводы, в котельные центрального отопления, на фабрики по производству карбида.
— Значит карбид делают из кокса? — удивился Тадек.
— Конечно. Для получения карбида кокс вместе с известью нагревают в электрических печах. Карбид используют при производстве искусственных удобрений для сельского хозяйства и синтетических материалов. Наиболее важным продуктом, получаемым при нагревании угля, является газовый деготь. Посмотрите-ка в мисочку, ребята.
— Ой, как плохо пахнет, — скривилась Гося.
— Тоже мне, суп какой-то, — добавил Томек.
— А ведь именно из этого «супа» путем сложной обработки получают сырье для производства самых различных красителей, лекарств и синтетических материалов.
— Дядя Станислав, а аспирин, — вернулся к первоначальной теме Антось. — Его тоже делают из этой смолы?
— Конечно.
— Почему же он белый? — не сдавался брат Госи.
— Потому что аспирин является сложным химическим соединением, в состав которого входит также и углерод. Мука, сахар и многие другие, использованные вами в «кухонном» опыте продукты, содержат углерод, а ведь они тоже не черного цвета.
Ребята были полностью удовлетворены объяснениями пана Станислава и принялись помогать ему убирать со стола.
В это время вернулись родители Антося и Госи. Что сказала мама, заглянув в кухню, я вам расскажу при следующей встрече.
Александра Сенковская
Физика вокруг нас
Все потребители электроэнергии один раз в месяц получают счет из электростанции за израсходованную ими электроэнергию. В квартиру приходит работник местной электростанции, и, посмотрев на показания счетчика, выписывает счет, в котором указывает за что мы платим. Задумывались ли вы когда-нибудь за что именно мы платим? Если этот вопрос задать в классе, то, наверное, посыпались бы такие ответы:
«За электрический ток!»
«За свет!»
«За электричество!»
Все эти ответы очень неточные. Да, несомненно лишь одно то, что электростанция подает в квартиры очень нужную вещь Получаем её непрерывно, включая радиоприёмник, свет или утюг. Как же измеряется эта вещь, без которой трудно себе представить жизнь современного человека? Покупая, например, сыр, мы знаем, что надо его взвесить, чтобы заплатить соответствующую сумму. Если сыр стоит, например, 40 злотых килограмм, то 3 килограмма будут стоить 120 злотых. Единицей измерения в данном случае является килограмм. Единицей же измерения электрической энергии считается киловатт-час. В счете всегда указывается, сколько мы израсходовали киловатт-часов, стоимость 1 киловатт-часа и общая сумма.
Некоторые говорят, что счетчик «настучал» (или «выбил») столько-то киловатт. Хотелось бы, чтобы эту ошибку никто из вас после чтения нашей статьи не делал. Ведь счетчик показывает киловатт-часы, то есть количество израсходованной энергии. Киловатт — это единица мощности, эквивалентная лошадиным силам (одна лошадиная сила равна киловатта, или, наоборот, 1 киловатт равен 1,36 л. с.).
Что же такое киловатт-час? Надо сказать, что это одно из труднейших понятий в электротехнике, поэтому к изучению этого понятия надо отнестись со всей серьезностью.
Когда мы зажигаем свет, включая электрическую лампочку, через нить накала лампочки проходит ток. Это понятно всем. Если мы откроем кран, из него сразу же польется вода. Это тоже понятно, так как насосы постоянно нагнетают её. Жители больших городов знают, что иногда бывает так, что на последних этажах высоких зданий вода еле течет, даже если открыть кран до предела. Причина заключается в слабом напоре, то есть давление воды в водопроводной сети недостаточное.
В данном случае между поступлением воды и электроэнергии есть какое-то сходство. Наша лампочка иногда, а особенно вечером, горит слабым красноватым светом. Можно сказать, что мало «электрическое давление». Понятия «электрическое давление» в технике не существует. Вместо «электрическое давление» мы будем говорить электрическое напряжение в электросети.
Сходство между явлениями, происходящими с водой в водопроводной сети и электроэнергией в электросети, этим не исчерпывается. Струя воды, например, тем сильнее, чем больше открыт кран (если не верите, подставьте под струю руку!).
Струю воды можно сравнить с другим очень важным понятием в электричестве — током или, вернее, силой тока. От давления воды в водопроводе зависит сила струи. Точно так же сила тока зависит от напряжения. Разумеется, в нашем сравнении остальные условия должны оставаться одни и те же, то есть мы должны постоянно иметь дело с одним и тем же водопроводом и одной и той же лампочкой.
В физике, а точнее в её разделе — электричестве — существует закон, по которому сила тока прямо пропорциональна напряжению, если остальные условия постоянны.