Свеча также должна быть длинной и входить в центр сферической части. Здесь, после того как свеча погаснет, в горловине колбы наблюдается «бурный поток» втекающей в нее воды. Объясняется это охлаждением воздуха и уменьшением его объема.
Точно так же, за счет разрежения, вызванного охлаждением, работает медицинская банка. Такое же разрежение может возникнуть и при охлаждении пара.
Вот какой удивительный случай произошел на одной из железнодорожных станций. На фотографии (рис. 3) вы видите железнодорожную цистерну, смятую, словно консервная банка. А ведь толщина ее стальных стенок 15–20 мм. Что же вызвало эту катастрофу?
В цистерне возили очень вязкий мазут. На морозе он застыл. Чтобы мазут растопить, через верхний люк цистерны опустили трубу, через которую подавали пар. Мазут таял и вытекал через нижний люк. Когда цистерна опустела, оба люка закрыли. Оставшийся в цистерне пар от холода сконденсировался, внутри цистерны образовался вакуум, и атмосферное давление ее раздавило.
Подумайте, как в условиях школы наглядно повторить эту катастрофу. (Разумеется, без малейшего ущерба для окружающих.)
О ваших идеях или опытах напишите нам. Автора самого остроумного и наглядного эксперимента ждет приз!
Вакуум можно получить в опыте, который приписывается Торричелли.
Поставьте в стакан горящую свечу и прикройте его другим точно таким же стаканом, проложив между ними кольцо из мокрой промокашки (рис. 4). Свеча вскоре погаснет, а стаканы «присосутся» друг к другу с такой силой, что их будет трудно разнять.
Опыт явно говорит о том, что какая-то часть, но не весь воздух нужен для горения. Мы-то знаем, что это кислород, но в те времена опыт вызывал большие недоумения. Ученика Галилея Д. Б. Торричелли он навел на мысль о существовании атмосферного давления, а суть процесса горения выяснили только лишь два столетия спустя.
Когда-то в школах показывали знаменитый опыт Торричелли с получением пустоты в верхней части запаянной трубки, заполненной ртутью. Поставить такой опыт можно и без ртути.
Налейте в стакан воды доверху, накройте его почтовой открыткой и быстро переверните (рис. 5).
Вода из стакана выливаться не будет. Наловчившись, можно удивлять гостей, разнося им таким способом стаканы с чаем. Поглядите внимательно на дно перевернутого стакана с водой. Там вы обязательно заметите небольшой пузырек. Но это не случайно попавший воздух, а та самая торричеллиева пустота — полость, в которой присутствуют ненасыщенные пары воды. При температуре воды 18 °C давление этих паров в полости-пузырьке составляет всего 0,03 нормального атмосферного давления. Воду в стакане удерживает действующая на бумажку разность между атмосферным давлением и давлением паров воды.
С повышением температуры воды давление ее паров возрастает. Возрастает и размер полости-пузырька, а ношение воды в перевернутом стакане, покрытом бумажкой, постепенно становится делом все более ненадежным. Наконец, при температуре 100 °C это совсем невозможно. В этом случае давление водяных паров становится равно атмосферному, а торричеллиева пустота попросту не возникает, вода выливается.
Опыты со стаканом и водой — это не только пища для размышления, но порою — отличный фокус. Вот что показали нам ребята из московского клуба «Маленькие и находчивые».
На стол поставили два стакана и налили в них воды. Все видели, как она втекает в стакан. Когда наклонили первый стакан, вода из него вылилась. Второй быстро перевернули и… вода в нем осталась. Причем никакой бумажки или чего-нибудь подобного снизу не было. Когда фокусник высоко поднял стакан, все увидели гладкую, прозрачную поверхность. Мистика! Когда стакан снова поставили на стол и дали присутствующим подержать в руках, то все увидели, что он заклеен тонкой прозрачной сеткой. Такую сетку вставляют летом в окна для защиты от комаров. На ощупь она гладкая и скользкая, плохо смачивается водой. В каждой ее ячейке образуется за счет сил поверхностного натяжения выпуклая поверхность, легко выдерживающая давление небольшого столба воды, находящейся в стакане. В то же время струйке воды из носика чайника хватает сил преодолеть поверхностное натяжение и попасть в стакан.
А. ИЛЬИН, И. ТУРКИН, Г. ТУРКИНА
ВМЕСТЕ С ДРУЗЬЯМИ
Гости с Байконура
Вы уже прочитали, наверное, репортаж с авиакосмического салона МАКС-2005, здесь появился и еще один раздел «ЮПИМАКС», в рамках которого демонстрируют свои работы школьники, студенты, занимающиеся авиационно-космическим моделизмом, изготовлением самодельных летательных аппаратов.
Виктор Юрьевич Бакулев и его команда ракетчиков, прибывшая в Подмосковье из далекого Казахстана, а точнее — со знаменитого Байконура, продемонстрировала свыше десятка действующих моделей ракет и межпланетных космических станций. И здесь же, прямо на выставке, стали знакомить всех желающих со схемами своих изделий, секретами технологии их производства. Как оказалось, для ракетных корпусов ребята используют части пластиковых бутылей от газировки, а также картон, липкую ленту-скотч, стандартные модельные ракетные двигатели и собственную изобретательность.
Схема одной из таких ракет приведена на рисунке, а необходимые пояснения даны в подписи. Остается добавить, что при соответствующем навыке сделать такую ракету можно за 3–4 часа, максимум — за полдня. Летает же она — будь здоров!..
О других работах, представленных на «ЮНИМАКСе», мы постараемся рассказать вам в будущих номерах журнала.
На рисунке цифрами обозначены:
1 — носовой обтекатель, представляющий собой обычную закручивающуюся пробку на горлышке пластиковой бутылки;
2, 3 и 4 — соответственно третья, вторая и первая ступени ракеты, вырезанные из полутора- или двухлитровых пластиковых бутылок с отрезанными горлышками и донцами; причем к последней ступени пристыкованы стартовые ускорители, сделанные опять-таки из пластиковых бутылок, но уже меньшего, например, пол-литрового объема;
5 — к ускорителям липкой лентой-скотчем крепятся стабилизаторы, вырезанные из картона или 1-мм фанеры;
6 — четыре или шесть стандартных ракетных модельных двигателей, связанных прочными нитками (чем больше размеры ракеты, тем больше нужно двигателей для ее взлета);
7 — обтекатель, опять-таки вырезанный из пластиковой бутыли большего объема;
8 — соединительное, оно же крепежное кольцо (фрагмент пластиковой бутылки):
9 — для большей прочности вся конструкция пронизана соединительной «газовой» трубкой из картона или пластика диаметром около 20 мм;
10 — носовые стабилизаторы (картон или фанера, скотч);
11 — парашют (бумага или легкая ткань, ниши);
12 — спускаемый аппарат (шарик от пинг-понга).
ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Свяжись по радио с моделью
Система радиоуправления может пригодиться вам не только для управления шароходом (см. статью на стр. 65). С ее помощью можно командовать моделью лодки или катера, танка, включать и выключать на расстоянии бытовую аппаратуру.
Принципиальная схема передатчика показана на рисунке 1.
Рис. 1
На транзисторе VT1 собран генератор радиоколебаний, работающий на частоте около 27 мГц. Этот сигнал модулируется низкой частотой порядка 1 кГц. Посылка сигнала происходит, когда нажата кнопка SB1, и узел получает питание от батареи GB1. Модулятор построен на транзисторах VT2, VT3 по схеме симметрического мультивибратора. В моменты, когда транзистор VT2 открыт, происходит соединение плюсовой цепи генератора с одноименной цепью источника и последний вырабатывает управляющий сигнал. VT2 запирается, и генерация высокой частоты на время прекращается.