Знайшовши помилку на сторінці, виділіть її та натисніть Ctrl + Enter
ЛІД ПІД ТИСКОМ
Натягнута дріт перерізає лід, але лінії розрізу побачити не можна: над ріжучої лід дротом він залишається абсолютно цілим. Що ж тут відбувається?
Лід тане в тому місці, де на його поверхню чиниться сильний тиск. Дріт з висить на ній гирею тисне на крижану підставку, і тому лід під дротом тане.
У утворився тонкому шарі води дріт занурюється глибше, а над нею вода знову замерзає, тому що на неї вже ніщо не тисне. Коли дріт переріже весь крижаний брусок і впаде, шов майже неможливо розгледіти: брусок залишається майже зовсім неушкодженим.
Таким чином ми з'ясували, що точка плавлення льоду залежить від тиску. Нагадаємо, що точкою плавлення називається температура, при якій відбувається плавлення. Чим більший тиск, тим вище і точка плавлення [K1].
Одягнемо на брусок льоду тонку дротяну петлю і підвісимо на неї важку гирю. Через якихось півгодини дріт переріже лід до середини
Це явище широко використовується при катанні на ковзанах. Тіло ковзанярі всією своєю вагою тисне на тонкі полози ковзанів, які тому з великою силою врізаються в що знаходиться під ними поверхню льоду. В результаті цього вона тут же тане. Утворився тонкий шар води відіграє роль мастила - ковзаняр легко ковзає по льоду. Вода грає роль машинного масла, що зменшує тертя. Як тільки коник зрушився з місця, тиск на лід зменшилася, і тільки що утворилася вода тут же замерзла.
Коли ми ліпимо сніжок, частина снігу тане і як би склеює залишилася його масу. Відбувається це не стільки під впливом теплоти наших рук, скільки внаслідок того тиску, який ми надаємо руками на грудку снігу.
Це видно хоча б з того, що сильно стиснувши грудку снігу і потім відпустивши його, ми можемо отримати твердий, як лід, сніжний ком.
Льодовики є повільно стікають з високих гір крижані річки. Рухливість твердих крижаних мас грунтується на тому, що нижні шари тануть під тиском горішніх мас льоду, і таким чином вся маса переміщається вниз по схилу.
Як бачите, експеримент дуже простий і я хотів його провести, але в міській квартирі (без балкона) це зробити важко: лід повинен знаходитися на морозі - в іншому випадку він розтане.
Іван Миколайович здійснив цей експеримент в наступному варіанті:
"Виконав досвід з льодом, проте результат мене розчарував. Для досвіду була взята болванка льоду з 2 л пляшки, нихромовая дріт діаметром 0.3 мм (від 2 КВт спіралі), вантаж - гиря 16 кг.
Більш тонка ніхромовий дріт діаметром 0.25 мм при випробуванні вантажем розірвалася. Досвід тривав 4 години при температурі -6 ° С. В результаті дріт поглибилася незначно (менше діаметра дроту). Залишилася лише тонка борозенка.
Мабуть, потрібна, або надміцна найтонша дріт або інші умови, які не вказані при описі. Хоча здавалося б, чим менше мороз, тим менший тиск потрібно для плавлення льоду. Не виключаю можливості, що опис досвіду - міф, подібно "холодного полум'я". "
Розрізання льоду (лід під тиском)
Проте сталося несподіване:
"Досвід досяг вже 20-ої години і я впадав у відчай побачити результат. Тим часом почалася відлига. Зараз температура досягла +1.5 ° С. І дріт почала проходити крізь лід. Виявилося головна умова злегка тане лід. Шов ледве помітний візуально, по невеликій каламутності, але лід знову змерзається. "
Розрізання льоду (лід під тиском)
На наведених нижче фотографіях дріт знаходиться всередині льоду приблизно на 8 мм. Шов можна побачити по невеликій каламутності і бульбашок повітря. Фото зроблені трохи збоку і з підсвічуванням, щоб краще було видно шов, оком видно набагато краще.
І, нарешті, останній етап експерименту:
"Досвід абсолютно підтвердився. Використовувався вантаж 12 кг, дріт 0.25 мм. Повторити цей простий, але досить цікавий досвід може кожен. І робити його потрібно саме при кімнатній температурі, ось в чому і полягає" секрет ". Ось негарний, але простий варіант.
Використовуйте дріт від нихромовой спіралі 0.5-0.6 КВт і вантаж 10-12 кг. Швидкість розрізання льоду при кімнатній температурі (+ 24 ° С) становить близько 2 мм / хв. Її добре видно, якщо підставити лінійку під вантаж, службовець рівнем. Болванка від 2-л пляшки розрізала за 26 хв, проте глибина була вже близько сантиметра, коли я почав досвід. В кінці тонкий шматочок льоду вищербнуло, але лід дивним чином змерзається, коли дріт проходить через нього. Після досвіду шматок льоду такої ж міцності, видно лише туманний шов. "
Розрізання льоду (лід під тиском)
Провести експеримент по "розрізання льоду" я планував давно, в морозилці вже півроку лежала дволітрова ПЕТФ пляшка з водою (яка вже давно замерзла). Оскільки для досвіду мороз не був потрібен (скоріше навпаки), експеримент можна було провести просто в лабораторії. Нарешті, "дійшли руки".
Пляшку вийняв, пластик зрізав і витягнув шматок льоду. Пляшка була практично повною, але в ній залишилося трохи повітря. При розрізуванні оболонки пляшки виявив, що всередині був підвищений тиск - повітря зі свистом кинувся назовні (це не дивно, тому що при замерзанні води її об'єм збільшується).
Шматок льоду закріпив між двома стільцями. Тонкого сталевого дроту під рукою не виявилося, тому взяв капронову нитку. Примудрився прикріпити до нитки дві гантелі вагою 4 кг і сталевий циліндр вагою близько 5 кг (разом близько 13 кг) та підвісив їх на крижану болванку.
Хвилин через двадцять я побачив, що нитка поглибилася в лід, причому лід над нею "сомкнулся", однак, коли прикинув швидкість просування, зрозумів, що до кінця робочого дня не встигну - досвід довелося припинити, а нитку вирвати з льоду. Шматок льоду помістив назад в морозилку.
На наступний день я, як не старався підвісити вчорашній вантаж на капронової нитці, - так і не зміг: нитка постійно рвалася. Після низки невдалих спроб я взяв сталевий дріт діаметром близько 1 мм і підвісив вантаж. Температура в лабораторії була близько 20 ° С.
Незабаром стало видно, що дріт занурюється в лід, а лід над нею знову змерзається. Шлях, який прорізала дріт крізь лід, був помітний, але тільки якщо уважно придивитися: в іншому випадку все виглядало так, ніби дріт була в воді до її замерзання.
Дріт занурювалася в лід все глибше, одночасно її краю зближувалися, але відбувалося це повільно. Під час досліду шматок льоду танув і втратив близько третини маси (на око). Приблизно через дві години дріт з вантажем пройшла крізь лід і впала (вирвавши при цьому трохи льоду з нижньої частини шматка). Місце, де дріт пройшла через лід, було видно, але не дуже чітко. Мої спроби розділити шматок льоду на дві половинки руками не мали успіху. Тоді спробував бити шматок льоду об дерево (місцем, де була дріт) - теж безуспішно: лід почав кришитися, але так і не розділився на дві половинки.
Розрізання льоду (лід під тиском)