Де влаштовувати кватирку?
Де треба влаштовувати кватирку: вгорі вікна або внизу? Існують квартири, де кватирки влаштовані внизу. Це, звичайно, зручно: для їх відкривання і закривання не доводиться ставати на стілець. Однак низькі кватирки погано виконують своє призначення - вентилювати кімнату. Справді: чому відбувається обмін зовнішнього і кімнатного повітря через кватирку? Тому, що зовнішнє повітря холодніше внутрішнього і, як більш важкий, витісняє його. Але він займає тільки ту частину приміщення, яка лежить нижче кватирки. Весь же те повітря, яке знаходиться в кімнаті вище рівня кватирки, не бере участі в обміні - він не вентилюється.
Погляньте на рис. яйце вариться у воді, налитої в паперовий ковпак!
- Але ж папір зараз загориться, і вода заллє лампу, - скажете ви.
Спробуйте ж зробити досвід, взявши для нього щільну пергаментний папір і надійно прикріпивши її до дроту. Ви переконаєтеся, що папір анітрохи не постраждає від вогню. Причина в тому, що вода може бути підігріта в відкритому посуді тільки до температури кипіння, тобто до 100 °; тому що нагрівається вода, що володіє до того ж велику теплоємність, поглинаючи надлишок теплоти паперу, не дає їй нагрітися помітно вище 100 °, тобто настільки, щоб вона могла спалахнути. (Практичний, мабуть, буде користуватися невеликий паперової коробкою в формі, зображеної на рис), папір не загоряється, хоча полум'я і лиже її.
До того ж роду явищ належить і сумний досвід, який мимоволі роблять розсіяні люди, що ставлять самовар без води: самовар розпаювали. Причина зрозуміла: припій порівняно легкоплавок, і тільки тісне сусідство води рятує його від небезпечного підвищення температури. Не можна також нагрівати зупинено каструлі без води.
Ви можете, далі, розплавити, наприклад, свинцеву пломбу в коробочці, зробленої з гральної карти. Треба -тільки піддавати дії полум'я саме те місце паперу, яке безпосередньо стикається зі свинцем: метал, як порівняно хороший провідник тепла, швидко забирає від паперу тепло, не
даючи їй нагрітися помітно вище температури плавлення, тобто 335 ° (для свинцю); така температура недостатня для займання паперу.
Для чого служить лампове скло?
Мало хто знає про те, який довгий шлях пройшло лампове скло, перш ніж досягла свого сучасного вигляду. Довгий ряд тисячоліть люди користувалися для освітлення полум'ям, не вдаючись до послуг скла. Знадобився геній Леонардо да Вінчі (1452-1519), щоб зробити це важливе вдосконалення лампи. Але Леонардо оточив полум'я не скляну, а металевою трубою. Минуло ще три століття, перш ніж додумалися до заміни металевої труби прозорим скляним циліндром. Як бачите, лампове скло - винахід, над яким працювали десятки поколінь.
Яке ж його призначення?
Навряд чи у всіх готовий правильну відповідь на настільки природне запитання.
Захищати полум'я від вітру - лише другорядна роль скла.
Головне ж дію його в збільшенні яскравості полум'я, в прискоренні процесу горіння. Роль скла та ж, що і для печей або заводської труби; воно підсилює приплив повітря до полум'я, підсилює «тягу».
Розберемося в цьому. Стовп повітря, що знаходиться всередині скла, нагрівається полум'ям набагато швидше, ніж повітря, що оточує лампу. Нагрівшись і зробившись тому легше, повітря витісняється вгору важчим ненагрітими повітрям, який надходить знизу, через отвори в пальнику. Таким чином встановлюється постійне протягом повітря від низу до верху - протягом, безперервно відводить продукти горіння і приносить свіже повітря. Чим скло вище, тим більша різниця у вазі нагрітого і ненагрітого стовпів повітря і тим енергійніше відбувається приплив свіжого повітря, а отже, прискорюється горіння. Тут має місце те ж саме, що і в високих заводських трубах. Тому ці труби робляться настільки високими.
Цікаво, що вже Леонардо чітко уявляв собі ці явища.
У його рукописах знаходимо такий запис: «Де з'являється вогонь, там навколо нього утворюється повітряне протягом: воно його підтримує і підсилює».
Чому полум'я не гасне само собою?
Якщо вдуматися гарненько в процес горіння, то мимоволі виникає питання: чому полум'я не гасне само собою? Адже продуктами горіння є вуглекислий газ і водяну пару - речовини негорючі, нездатні підтримувати горіння. Отже, полум'я з першого ж моменту горіння має бути оточене негорючими речовинами, які заважають припливу повітря: без повітря горіння тривати не може і полум'я повинне згаснути.
Чому ж цього не відбувається? Чому горіння триває безперервно, поки є запас пального речовини? Тільки тому, що гази розширюються від нагрівання і, отже, стають легше. Лише завдяки цьому нагріті продукти горіння не залишаються на місці свого утворення, в безпосередньому сусідстві з полум'ям, а негайно ж витісняються вгору чистим повітрям. Якби закон Архімеда не поширювався на гази (або якби не було тяжкості), всяке полум'я, погорівши трохи, гасло би само собою.
Вельми легко переконатися в тому, як згубно діють на полум'я продукти його горіння. Ви нерідко користуєтеся цим, самі того не підозрюючи, щоб загасити вогонь в лампі. Як задуває ви гасову лампу? Дуеті в неї зверху, тобто женіть вниз, до полум'я, негорючі продукти його горіння; і воно гасне, позбавлене вільного доступу повітря.
Чому вода гасить вогонь?
На настільки просте запитання не завжди вміють правильно відповісти.
Читач, сподіваємося, що не поскаржиться на нас, якщо ми пояснимо коротко, в чому, власне, полягає ця дія води на вогонь.
По-перше, торкаючись до палаючого предмету, вода перетворюється в пар, віднімаючи при цьому багато теплоти у палаючого тіла; щоб перетворити крутий окріп на пару, потрібно вп'ятеро з лишком більше теплоти, ніж для нагрівання тієї ж кількості холодної води до 100 °.
По-друге, пари, які утворюються при цьому, займають обсяг, в сотні разів більший, ніж породила їх вода; оточуючи палаюче тіло, пари відтісняють повітря, а без повітря горіння неможливо.
Щоб збільшити вогнегасних силу води, іноді домішують до неї. порох! Це може здатися дивним, проте це цілком розумно: порох швидко згорає, виділяючи велику кількість негорючих газів, які, оточуючи собою палаючі предмети, ускладнюють горіння.
Нагрівання льодом і окропом
Чи можна одним шматком льоду нагріти інший?
Чи можна одним шматком льоду охолодити інший?
Чи можна однією порцією окропу нагріти іншу?
Якщо лід низької температури, наприклад -20 °, привести в зіткнення з льодом більш високої температури, наприклад -5 °, то перший шматок льоду нагріється (стане менш холодним), а другий охолоне.
Тому охолоджувати або нагрівати лід льодом цілком можливо.
Нагріти ж киплячою водою іншу порцію окропу (при тому самому тиску) не можна, так як при певному тиску температура окропу завжди однакова.
Чи можна воду закип'ятити окропом?
Візьміть невелику пляшку (баночку або пляшечку), налийте в неї води і помістіть в стоїть на вогні каструлю з чистою водою так, щоб склянка не торкалася дна каструлі. Вам доведеться, звичайно, підвісити цей пухирець на дротяної петлі. Коли вода в каструлі закипить, то, здавалося б, слідом за тим повинна закипіти і вода в бульбашці. Можете, однак, чекати скільки вам завгодно, ви не дочекаєтеся цього: вода в бульбашці буде гаряча, дуже гаряча, але кипіти не буде. Окріп виявляється недостатньо гарячим, щоб закип'ятити воду.
Результат начебто несподіваний, між тим його треба було передбачити. Щоб довести воду до кипіння, недостатньо тільки нагріти її до 100 °-треба ще повідомити їй значний запас так званої прихованої теплоти. Чиста вода кипить при 100 °; вище цієї точки її температура при звичайних умовах не піднімається, скільки б ми її ні нагрівали. Значить, джерело теплоти, за допомогою якого ми нагріваємо воду в бульбашці, має температуру 100 °, він може довести воду в бульбашці також тільки до 100 °. Коли настане це рівність температур, подальшого переходу тепла від води каструлі до бульбашки не буде. Отже, нагріваючи воду в бульбашці таким способом, ми не можемо доставити їй того надлишку прихованої теплоти, який необхідний для переходу води в пару (кожен грам води, нагрітий до 100 °, вимагає ще понад 500 калорій, щоб перейти в пар). Ось чому вода в бульбашці хоча і нагрівається, але не кипить.
Може виникнути питання: чим же відрізняється вода в бульбашці від води в каструлі? Адже в бульбашці та ж вода, тільки відокремлена від решти маси скляною перегородкою; чому ж не відбувається з нею того ж, що і з рештою водою?
Тому що перегородка заважає воді бульбашки брати участь в тих течіях, які перемішують всю воду в каструлі. Кожна частка води в каструлі може безпосередньо торкнутися розжареного дна, вода ж бульбашки стикається тільки з окропом.
Отже, чистим окропом закип'ятити воду не можна. Але варто в каструлю всипати жменю солі - і справа змінюється. Солона, вода кипить не при 100 °, а трохи вище і, отже, може, в свою чергу, довести до кипіння чисту воду в скляному бульбашці.
Гаряче яйце в руці
Чому не обпікає рук вийняте з окропу яйце?
Вийняте з окропу яйце волого і гаряче. Вода, випаровуючись з гарячою поверхні яйця, охолоджує шкаралупу, і рука не відчуває спека. Так відбувається лише в перші миті, поки яйце не обсохнет, після чого його висока температура стає відчутною.
Виведення плям праскою
На чому грунтується виведення жирних плям з тканин праскою?
Усунення з сукні жирних плям нагріванням засноване на тому, що поверхневий натяг рідин зменшується з підвищенням температури. «Тому, якщо температура в різних частинах жирного плями різна, то жир прагне рухатися від нагрітих місць до холодних. Докладемо до однієї сторони полотна нагріте залізо, а до іншої вату, тоді жир перейде в вату »(Максвелл -« Теорія теплоти »). Матеріал, що всмоктує жир, треба, отже, поміщати на стороні, протилежної праски.
Як далеко видно з високих місць?
Стоячи на рівному місці, ми бачимо землю тільки до певної межі. Ця межа кругозору називається «лінія горизонту». Дерева, будинки та інші високі предмети, розташовані далі лінії горизонту, видно не повністю, а тільки в верхніх своїх частинах; нижні ж частини їх губляться опуклістю землі. Адже і рівна суша і гладке море, хоча здаються нам абсолютно плоскими, насправді опуклі; вони складають частину кривої поверхні земної кулі.
Як же далеко бачить землю людина середнього зросту, стоячи на рівному місці?
Він може оглянути місцевість тільки на 5 км на всі боки. Щоб бачити далі, треба забратися вище. Кавалерист на рівнині може оглянути місцевість на 6 км. Моряк, перебуваючи на щоглі на висоті 20 м над водою, бачить море навколо себе на 16 км. З верхівки маяка, що підноситься над водою на 60 м. Море видно далечінь майже на 30 км.
Далі за всіх можуть оглядати землю і море, звичайно, льотчики. З висоти 1 км відкривається вид на всі боки майже на 120 км. якщо тільки не заважають хмари і туман. Піднявшись вдвічі вище, льотчик буде бачити кругом в хорошу трубу на 160 км. З висоти ж 10 км видно на 380 км.
Для радянських повітроплавців, що піднялися на стратостаті «Тсоавіахім-1» до висоти 22 км. земля стелилася вдалину на всі боки на 560 км.
Де скрекоче коник?
Посадіть когось посеред кімнати з зав'язаними очима і попросіть його сидіти спокійно, не повертаючи голови. Потім, взявши в руки дві монети, стукайте ними одна об одну в різних місцях кімнати, але приблизно в однаковій відстані від вух вашого товариша. Нехай він спробує вгадати місце, де клацнули монети. Це йому не вдасться: звук проведений в одному кутку кімнати, а товариш вказує на зовсім протилежну точку.
Якщо ви відійдете в сторону, помилки будуть вже не так грубі: тепер звук в найближчому вусі вашого гостя чути трохи голосніше, і завдяки цьому можна визначити, звідки звук виходить.
Цей досвід пояснює, чому ніяк не вдається помітити стрекотливих в траві коника. Різкий звук лунає в двох кроках від вас справа. Ви дивіться туди, але нічого не бачите, звук ж виразно доноситься вже зліва. Ви повертаєте туди голову, але не встигли зробити це, як звук вже доноситься з якогось третього місця. Вражаюча спритність коника здатне привести вас в подив, і, чим швидше ви повертаєтеся в сторону стрекотливих звуку, тим швидше відбуваються ці стрибки невидимого музиканта. Насправді комаха спокійно сидить на місці, і його стрибки - наслідок обману слуху. Ваша помилка в тому, що ви повертаєте голову, поміщаючи її при цьому як раз так, що коник однаково віддалений від ваших вух. За такої умови (ви вже знаєте з тільки що описаного досвіду) легко помилитися: стрекотіння коника лунає попереду вас, але ви помилково відносите його в протилежну сторону.
Значить, якщо хочете визначити, звідки доноситься звук коника, спів зозулі та інші віддалені звуки, ви повинні не повертати очі на звук, а, навпаки, відвертати їх в сторону. Втім, ми це і робимо, коли, як то кажуть, «насторожує».
Коли вироблений нами звук, відбившись від стіни або іншої перешкоди, повертається і знову досягає нашого вуха, ми чуємо луну. Воно може бути чітко лише тоді, якщо між виникненням звуку і його поверненням проходить не дуже мало часу. Інакше відбитий звук зіллється з початковим, посилить його; звук тоді «віддається», наприклад у великих порожніх кімнатах.
Уявіть, що ви стоїте на відкритому місці, а прямо перед вами в 33 м височить хата. Лясніть в долоні: звук пробіжить 33 м. Відіб'ється від її стін і повернеться назад. Через скільки часу? Так як він пройшов 33 м туди і стільки ж назад, тобто всього 66 м. То повернеться він через 66: 330, тобто 1/5 секунди. Наш уривчастий звук був настільки короткий, що встиг припинитися менше ніж в 1/5 секунди, тобто перш, ніж прийшло луна; обидва звуку не злилися - вони чутні були окремо. Кожне односкладове слово - «так», «ні» - ми вимовляємо приблизно в 1/5 секунди; тому односкладове відлуння ми чуємо, перебуваючи на відстані всього 33 м від перешкоди. Відлуння ж двоскладовою слова при такій же відстані зливається зі звуком слова, посилюючи його, але роблячи неясним; окремо ми його не чуємо.
На якому ж відстані повинна бути перепона, щоб можна було чітко чути двоскладове відлуння, наприклад від слів «ура», «ого»? Проголошення таких слів триває 1/5 секунди; за цей час звук повинен встигнути пройти до перешкоди і назад, тобто подвійну відстань від перешкоди. Але в 2/5 секунди звук проходить 330 X 2/5 = близько 132 м.
Половина цього - 66 м - і є найменша відстань до перепони, що може породити двоскладове відлуння.
Тепер ви вже самі розрахуєте, що для трехсложного луни потрібно відстань в сотню метрів.