Горизонты техники для детей, 1964 №07

Это заинтересовало особенно Госю, которая за всё время не проронила ни одного слова.

— Рядом с горшком цветов поставим бутылку с водой, — и пан Станислав взял с полки пол-литровую бутылку. — В бутылку вложим мокрый конопляный шнурок так, чтобы он коснулся дна, а второй его конец закопаем на несколько сантиметров в землю в горшке. Шнурок, состоящий из нескольких тысяч тоненьких волокон, представляет собой как бы сплетение тысячи тоненьких трубочек. Вода по этим трубочкам поднимается вверх так же, как и чернила по промокательной бумаге. Количество воды, которое пройдет по каналикам шнурка в течение суток, зависит от самого шнурка: чем он тоньше и крепче сплетен, тем медленнее будет поставлять воду земле. И, конечно, наоборот, толстый и пороватый шнур пропустит гораздо больше воды.

Это объяснение больше всего понравилось Госе.

— Вот хорошо, что есть такой умный способ поливки цветов, а я-то думала, кого попросить поливать цветы, когда мы уедем в пионерский лагерь, а вы в отпуск.

— Пап, — перебил Госю Томек, которого видно было не интересовала поливка цветов, — а ты когда-то говорил о керосине и поверхностном натяжении…

— Так-так, применение керосина для вымачивания в нем ржавых предметов основано на явлении поверхностного натяжения. Если есть, например, у нас болт с гайкой и гайку трудно отвинтить, смазка маслом в таком случае не поможет. Масло густое и не проникает в витки нарезки под гайкой.

На помощь приходит керосин. Его поверхностное натяжение мало. Керосин свободно проникает в каждую, даже самую маленькую щель.

Отец близнецов посмотрел на часы.

— Ребята, в следующий раз мы проделаем опыт с иглой, которая не будет тонуть…

— Неужели тоже из-за поверхностного натяжения? — спросила Гося.

— Об этом вы узнаете через месяц, — ответил пан Станислав.

Александра Сенковская

Физика вокруг нас

ПЕЧИ И ГОРЕНИЕ

Как вы думаете, ребята, может ли физик изучать такой процесс, как горение? Подчиняется ли этот процесс каким-либо физическим законам? Давайте рассмотрим его вместе с вами.

Как известно, горение — это химический процесс соединения кислорода с горящим материалом. Он может успешно происходить в воздухе, содержащем всего 20 % кислорода.

Сгорающий материал выделяет тепло, то есть тепловую энергию. Все горючие, материалы можно разделить на твердые, жидкие и газообразные. Все эти вещества характеризуются теплотой сгорания, то есть количеством тепла, выделяющегося при сгорании одного килограмма горючего вещества (исчисляется в килокалориях — сокращенно «ккал»).

Теплота сгорания различна для различных веществ: самая большая у водорода, при сгорании 1 кг которого выделяется 34.200 ккал. При сгорании, например, 1 кг бензина выделяется около 10000 ккал тепла, а при сгорании 1 кг каменного угля — от 7400 до 8800 ккал в зависимости от сорта.

Остановимся давайте подробнее на угле — основном виде топлива. Заметили ли вы, что в хорошо растопленной печи что-то гудит? Это гудит воздух, который сильной струей проникает из комнаты в печь. Часть кислорода, содержащегося в воздухе, вступает в реакцию горения. Остальные выделяющиеся при этом газы выходят через трубу в атмосферу, так как они «легче» атмосферного воздуха. В печи возникает тяга, называемая в физике естественной.

В промышленных печах, например, где требуется большее количество воздуха (то есть кислорода), чем это может обеспечить естественная тяга, применяют искусственную, или принудительную тягу путем нагнетания специальными устройствами воздуха в печь.

Говоря о том, что нагретый воздух легче атмосферного, мы слово «легче» взяли в кавычки. И не случайно. Хороший физик всегда объяснит, что удельный вес нагретого воздуха меньше удельного веса атмосферного воздуха.

Чем меньше удельный вес газа, тем меньше его давление. Значит и в дымоходной трубе давление будет меньше атмосферного.

Рассмотрим этот случай подробнее. Представьте себе печь с дымоходной трубой. Атмосферное давление на уровне входа в печь больше, чем у выхода из дымоходной трубы, так как оно сжато большим столбом воздуха.

В самой же дымоходной трубе условия особые. Находящийся в ней воздух и другие газообразные продукты сгорания нагреты, то есть, как вы знаете, легче, чем атмосферный воздух. Поскольку воздух в тру(легче, то и его давление меньше окружающего. В результате в трубе и в печи постоянно поддерживается пониженное давление по сравнению с атмосферным, или иными словами, воздух в печи и трубе разрежен. Находясь под большим давлением, он нагнетается в печь, а затем, нагреваясь, уходит в атмосферу. Так и возникает естественная тяга.

Но всегда ли полезна естественная тяга? От чего зависит её сила?