Юный техник, 2009 № 07

Чтобы сделать подводную лодку, плату подходящих размеров вы можете вставить внутрь корпуса, сделанного из двух пластиковых бутылок. От одной из них используйте верхнюю часть, от другой — нижнюю. Плата с вибратором и батареей должна входить внутрь корпуса с трением. С боку платы установите кнопочный выключатель с таким расчетом, чтобы его можно было включить, слегка продавив пальцем стенку бутылки. Половинки корпуса соедините при помощи скотча.

У вас получится вполне герметичная конструкция, которая сможет выдержать подводное плавание. Вибрация, напомним, должна снижать сопротивление тел, движущихся в воде. Интересно, проявится это в ваших опытах?

А. ИЛЬИН

Рисунки автора

ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ Чудеса на целлофановой пленке

Есть физическое явление, позволяющее выращивать в пробирке искусственные грибы, вырабатывать энергию из морской воды, спасать жизнь больных людей и еще многое другое. Называется оно осмос.

Осмос происходит там, где два раствора различной концентрации соприкасаются через «полупроницаемые» перегородки, имеющие поры такого размера, что молекулы растворителя проходят легко, а более крупные молекулы — молекулы растворенного вещества — задерживаются.

Как увидеть осмос?

Для этого прежде всего нужна полупроницаемая перегородка. Найти ее нетрудно. Например, нужным свойством обладает тонкая и плотная, немного прозрачная пергаментная бумага, в которую завертывают творожные сырки, или целлофан — очень тонкая прозрачная пленка для упаковки цветов, хлеба, кондитерских изделий. Главное ее отличие от подобных пленок в том, что при изгибе она хрустит, а на ощупь кажется немного липкой.

Приготовьте насыщенный раствор сахара в воде и доверху наполните им стакан. Накройте стакан листочком пергамента или целлофана так, чтобы не попали пузырьки воздуха, и закрепите резинкой. Затем поставьте стакан в кастрюлю и залейте водой, так чтобы она его полностью покрывала. Через несколько минут листочек, закрывающий стакан, начнет выпучиваться. Это действуют силы осмотического давления. Через несколько часов это давление и вовсе сорвет целлофан.

Что произошло? Отдельные молекулы воды прошли сквозь поры в целлофане и приняли участие в растворении сахара. Обратно уйти они уже не могли, вступив в химическую реакцию. От этого объем и давление жидкости под пленкой начали расти.

Осмотические «грибы» Ледюка

Налейте в баночку от детского питания немного канцелярского клея. Бросьте сверху несколько кристалликов марганцовки или медного купороса и примерно на сантиметр залейте водой. Через несколько дней в баночке вырастут прозрачные грибы.

В начале прошлого века их впервые получил французский ученый А. Ледюк. На участках под кристалликами образовалась полупроницаемая пленка, сквозь которую в толщу клея входят молекулы воды, и возникают сферические образования, напоминающие шляпки грибов. Были и другие опыты, в которых осмотические явления приводили к образованию еще более странных объектов. Так, если растереть капельку растительного масла с поташом (СаСО ₃), а затем смешать с водой, то получится искусственная амеба. Она шевелится и захватывает «ложноножками» попадающиеся на ее пути песчинки.

В свое время ученые получили немало подобных объектов и нередко размышляли о причинах их сходства с живыми организмами. Но постепенно стало ясно, что оно лишь внешнее. Движение «амебы» вызвано медленным растворением находящегося в ней поташа, что вызывает местное повышение осмотического давления и передвижение границ капли. В этом, как и в других «существах», отсутствует главный признак живого — обмен веществ.

Грибы Ледюка

Искусственная амеба выглядит совсем как живая.

Однако осмос играет огромную роль в формировании облика микроорганизма и отдельных клеток.

Налейте раствор сахара и соли в баночку примерно до половины, как показано на рисунке. Закройте ее листком целлофана, а затем, перевернув, закрепите проволокой на кастрюле с водой. Скоро вы заметите, что уровень жидкости в баночке стал повышаться. Попробуйте воду из кастрюли и убедитесь: она стала солоноватой. Дело в осмотическом процессе, обычно называемом диализом.

Таким образом, в принципе, можно удалить соль из ее раствора с сахаром почти полностью. Но времени на это уйдет много, проще испорченный сироп вылить. Однако есть случаи, когда на разделение растворов нельзя жалеть ни сил, ни времени. Речь о больных людях.

В прежние времена, когда у людей отказывали почки, это приводило к гибели. Но полвека назад была изобретена «искусственная почка». В простейшем случае это два куска целлофановой ленты, отформованных и сваренных таким образом, чтобы между ними возникла целая система каналов. Это — главная часть искусственной почки. Ее помещают в сосуд, наполненный физиологическим раствором — смесью солей, близкой по составу к плазме крови. Каналы искусственной почки соединяют с кровеносной системой больного, и начинается диализ.

Осмос спасает жизнь