Горизонты техники для детей, 1962 №1

Опытные хозяйки поступают в таких случаях так: ставят кофейник с заваренным кофе в большую кастрюлю с горячей водой, которую можно оставить на огне, и температура воды в ней не превысит 100 °C, а кофе в кофейнике будет таким же вкусным и не перекипит. Но обязательно надо обратить внимание на то, чтобы дно кофейника не касалось дна кастрюли.

Почему так происходит? Физик сразу же и без колебания ответит: «Это происходит потому, что температура воды в кастрюле не поднимается, хотя кастрюля и находится на огне. Тепло огня идет на испарение воды. Часть воды переходит из жидкого состояния в парообразное. Надо только проследить, чтобы воды в кастрюле было много и кофейник не коснулся дна кастрюли. Если же кофейник коснется дна кастрюли, то начнет в него поступать дополнительная порция тепла, температура которого выше 100 °C, наша попытка сохранить вкусный кофе не удастся — кофе перекипит».

Проказники, хорошо знающие физику, могут сыграть с хозяйкой злую шутку. Конечно, не советую вам этого делать, но ради любопытства, открою вам еще один секрет. Можно перепутать все планы хозяйки, даже такой опытной, которая соблюдала все средства предосторожности. Просто досыпьте в кастрюлю обыкновенной поваренной соли. Дело в том, что раствор поваренной соли кипит при температуре выше 100 °C: кофе в такой соленой воде перекипит.

А чтобы наша «шкура» осталась целой, расскажу вам об одном интересном и удивительном опыте. Как можно довести воду до кипения при помощи… снега. Да-да, я не ошибся, снега.

Стеклянную бутылку наполняем до половины водой и вставим в кастрюлю с раствором поваренной соли, а потом все поставим на огонь. Раствор быстро начинает кипеть, закипает и вода в бутылке. Быстро вынимаем ее, плотно закрываем пробкой и кладем на стол. Вода в бутылке «ведет себя» совершенно спокойно, не кипит. А теперь положим на бутылку большой ком снега. Посмотрите, что делается! Вода начинает бурлить и бурно кипеть!

Удивительная история! Мы бы могли целый час и даже больше держать бутылку в пресной воде и вода в бутылке не закипела бы. А снег молниеносно заставил воду кипеть! Что самое интересное, вода в бутылке будет кипеть, а сама бутылка нам не покажется такой уж «страшно» горячей. А ведь собственными глазами видим, что вода в бутылке кипит.

Дело вот в чем. После того, как мы бутылку закрыли пробкой, в бутылке между водой и пробкой останется немножко пара (воздух выйдет быстрее). Снег, положенный на бутылку, вызывает быстрое охлаждение стенок и конденсирование пара. В ней возникает пустота (вакуум). Это не будет пустота в полном смысле этого слова, но давление над водой сильно снизится.

А вы, наверное, знаете, что температура кипения воды зависит от давления: чем меньше давление тем ниже температура кипения воды. И поэтому даже не очень горячая вода, которая будет находиться в бутылке после ее охлаждения снегом, начнет опять кипеть, если мы понизим еще давление в бутылке.

Если бутылка сделана из очень тонкого стекла, то надо опасаться, чтобы она не взорвалась, так как может не выдержать разницы давления, возникшей между атмосферным давлением внутри бутылки. Поэтому, если будете проделывать такого рода опыт, постарайтесь найти бутылку из толстого стекла и круглую.

Наш физический кабинет

Построение всевозможных физических приборов, о котором мы будем рассказывать всегда в этом разделе, должно помочь вам понять трудные иногда проблемы физики. Мы поможем вам построить приборы из простейших материалов: веревки, бутылки, гвоздей, дощечки. А приборы, сделанные вашими рунами, будут наглядным пособием на уроках физики.

Редакция

ПРОСТЕЙШИЙ АРЕОМЕТР

Ареометр, то есть прибор, предназначенный для измерения плотности жидкости, можно сделать очень просто. Возьмите бутылку с узким горлышком и обыкновенный карандаш, как показано на рисунке.

В бутылку наливаем воду и опускаем карандаш, Карандаш погрузится на некоторую глубину. Вытащим карандаш и сделаем пометку в месте, до которого он был погружен в воде.

Погрузим теперь этот же карандаш в бутылки с другими жидкостями, например, с бензином, молоком или соленой водой. В каждой из бутылок карандаш погрузите на различную глубину. В жидкостях, с меньшей плотностью, чем вода, карандаш погрузится глубже, а в более тяжелых — карандаш погрузится на небольшую глубину.

Измеряя на сколько сантиметров погружается карандаш в каждой жидкости, без труда сможем определить удельный вес данной жидкости.

Вот например, если в воде карандаш погрузился на 6 см, а в бензине на 8 см, тогда удельный вес бензина равен 6:8 = 0,75 г/см³. Измерив общую длину карандаша и длину погруженной в воде части, можно определить удельный вес карандаша.

Магистр-инженер АPC.