Физика вокруг  нас. Выпуск № 22 (98)

Сегодня в номере:

Новости сайта – Физика малышам – Из жизни: Зоммерфельда – Анекдот

Если бы я мог упомнить названия

 всех элементарных частиц, я бы стал ботаником.

 Энрико Ферми

Новости сайта

• Читайте последний выпуск «Новостей физики и космоса» >>>

·        В разделе «Витрина» вы сможете увидеть книги, игрушки, диски, которые помогут Вам изучать физику.

ВЕТРОУСТАНОВКИ ВЛИЯЮТ НА КЛИМАТ

Общеизвестно, что водохранилище ГЭС изменяет климат в прилегающей местности, а ТЭЦ, выбрасывая двуокись углерода, влияет на глобальный климат. Но теперь появились данные о том, что и крупные ветроэлектростанции, состоящие из сотен ветряков, могут оказывать небольшое, но реальное влияние на климат окрестностей.

Высота современных ветродвигателей - до 100 метров, размах лопастей - до 50 метров, и проектируются еще более крупные установки. Компьютерное моделирование, проведенное в университете Дьюка (США), показало, что большие группы ветряков могут увеличить скорость ветра у земли в среднем на 0,6 метра в секунду и повысить температуру воздуха на 0,7 градуса Цельсия. Испарение влаги из почвы при этом увеличится вокруг ветроэлектростанции на 0,3 миллиметра в сутки. Все эти данные усреднены на 24 часа, а ранним утром изменения будут больше: скорость ветра за несколько часов вырастет на 1,5 метра в секунду, а температура - на 2 градуса Цельсия.

Физика малышам

Михаил Ильин. Рассказы о вещах (Продолжение, начало читайте в разделе «Физика –малышам»)

Станция четвертая

КУХОННАЯ ПОЛКА

Чему может научить нас кухонный горшок?

Чтобы вылепить из глины горшок, нужно первым делом приготовить глиняное тесто – смешать глину с водой. Но мы ничего не будем принимать на веру, а спросим: нельзя ли обойтись без воды?

Оказывается, можно. Теперь изобретен пресс, который формует глиняные изделия – черепицу, посуду, плитки для полов – без единой капли воды. 

Сухая глина помещается в стальную форму и прессуется стальным штампом. Правда, для этого требуется огромное давление – в двести атмосфер. Знаете ли вы, что это значит?

Чтобы сдавить с такой силой эту книгу, понадобилось бы поставить на нее один над другим четыре товарных вагона, нагруженных доверху. Но у нас с вами такого пресса нет. Руками сдавить глину с такой силой, конечно, невозможно. 

Так же как масло уменьшает трение в машинах, так и вода в глиняном тесте уменьшает трение между отдельными частичками глины. А ведь формовка в том и состоит, чтобы передвигать частички, заставляя их располагаться так, как нам надо. И притом вода не дает им рассыпаться, а держит их одну около другой.

Но этого мало: формуя глиняное изделие под прессом, мы не только придаем ему форму, но и сжимаем его, делаем его более плотным. И в этом помогает нам вода. Если сделанное из глиняного теста изделие высушить, вода испарится. А оттого, что частички глины сближаются, изделие становится более плотным. Глиняный кирпичик может при усыхании укоротиться на целую четверть. Плохо только, что, усыхая, глиняное изделие очень часто трескается, как дно высохшей лужи. Вам, вероятно, приходилось видеть трещины на подсохшей после дождя глинистой почве. Они напоминают те огромные расселины, которые образуются на поверхности земли во время землетрясения. И, пожалуй, какому-нибудь муравью такая трещина кажется пропастью, в которую и заглянуть страшно. 

Чтобы глина при высыхании не трескалась, к ней прибавляют песок. Зерна песка, сидящие там и сям в глине, скрепляют ее, как прочный каркас или скелет, и не дают ей съеживаться чересчур сильно.

После того как мы все это уразумели, можно приняться за работу. Достанем кусочек глины (у любого печника), добавим к ней воды – примерно третью часть – и разомнем. Если воды прибавить больше, тесто будет пачкать руки; если меньше, оно будет рассыпаться. 

К тесту прибавим немного очень мелкого песку. Хорошенько замесим, чтобы песок не был виден. Остается вылепить горшочек.

С первого раза тесто может и не удаться – ведь глина бывает разная. Одна глина требует больше песку, другая меньше. Состав теста лучше всего определить опытом. Не выйдет один горшочек, сделаем другой – пока не получится то, что нужно. Вот горшочек и вылеплен. Но какой он неправильный, неказистый! Если на него посмотреть сверху, видно, что он не круглый, а вытянутый, как лицо человека с опухшей щекой. 

Да и трудно было бы сделать лучше. Ведь совсем не легко сделать на глаз так, чтобы стенки повсюду одинаково отстояли от середины. Это все равно что нарисовать круг без циркуля. Гончары формуют горшки на особом станке. Гончарный станок –- это круглая доска, вращающаяся на оси. Приводится он в движение ногой. Гончар кладет кусок теста на середину доски и, вдавив большой палец внутрь теста, придерживает его остальными пальцами снаружи. Вращаясь, тесто трется о пальцы гончара и выравнивается в круглую стенку.

Это все равно, как если бы мы начертили круг, держа циркуль неподвижно и вращая бумагу. Циркуль – это неподвижная рука гончара, а вращающаяся бумага – это круглая дощечка гончарного станка. Хорошо ли, плохо ли, но горшочек вылеплен. Поставим его дня на два сохнуть куда-нибудь на полку.

Когда он подсохнет, надо будет его обжечь. Если горшочек не обжечь, в него нельзя будет наливать воду. Ведь от воды необожженная глина опять превратится в тесто. Хорош был бы горшок, который от воды размок бы и расползся в кашу! Поставим горшочек в печь на раскаленные уголья. 

Тут может случиться одна неприятность. Если горшочек плохо высушен, он развалится. 

От жара вода, которая осталась в глине, превратится в пар. А так как пар занимает во много раз больше места, чем вода, он разорвет стенки горшка и выйдет на волю. 

Чтобы этого не произошло, горшочек должен быть хорошо высушен. Пока он будет стоять в печке, сообразим, зачем мы его туда запрятали. Во время обжига частички глины свариваются, сплавляются между собой.

Значит, обожженный черепок состоит уже не из отдельных частичек, которые легко сдвинуть с места, смочив водой, а из сплошной, похожей на губку массы. Оттого-то из черепка нельзя больше сделать тесто. 

Через несколько часов наш горшочек будет готов. Цвет его станет кирпично-красный, В него уже можно будет наливать воду, не боясь, что он размокнет. Но один у него будет большой недостаток:  он будет пропускать воду, хотя и медленно. Между отдельными сросшимися частичками глины остались поры, через которые просачивается вода. 

Если вы рассмотрите не самодельный, а настоящий кухонный горшок, вы увидите, что снаружи он покрыт какой-то тоненькой прозрачной пленкой. Эта пленка, или, как ее называют, глазурь, закрывает поры в черепке, как стекла закрывают окна в доме. Если бы мы могли уменьшиться до таких размеров, чтобы проникнуть внутрь черепка, мы попали бы в извилистый скалистый коридор, пролегающий между окаменевшими частичками глины. Глубокая тьма охватила бы нас сначала. Но вот наконец свет – мы спешим к выходу и натыкаемся на прозрачную, но непроницаемую стену. Мы возвращаемся назад, идем по другому пути, сворачиваем налево, направо, но повсюду та же преграда. Все выходы из этой каменной тюрьмы наглухо закрыты прозрачной глазурью. 

Самый простой способ покрыть горшок глазурью – это смешать соль с песком и водой и этой смесью покрыть горшок перед обжигом. Соль сплавится с песком и глиной – получится глазурь.

 (Продолжение следует)

Из жизни физиков

Троллейбусы, ходившие по Мюнхену в те годы, когда там работал крупный физик-теоретик Арнольд Зоммерфельд (1868 — 1954), охлаждались летом двумя маленькими вентиляторами без моторов, вставленными в два отверстия в потолке. На ходу под напором набегающего воздуха вентиляторы начинали вращаться. Один студент заметил, что, хотя направление вращения каждого вентилятора было совершенно случайным, он мог вращаться как по часовой стрелке, так и против нее, но два вентилятора в одном троллейбусе почти всегда вращались в противоположных направлениях. С вопросом "Почему это так?" студент обратился к Зоммерфельду. 

— Это легко объяснить, — сказал теоретик. — Воздух сначала попадает на передний вентилятор и придает ему случайное направление вращения. Когда троллейбус движется, завихрения воздуха, созданные первым вентилятором, распространяются вдоль потолка назад, доходят до второго вентилятора и заставляют его вращаться в том же направлении. 

— Но, профессор, — запротестовал студент, — дело как раз в том, что вентиляторы почти всегда вращаются в разных направлениях! 

— Ага, — сказал Зоммерфельд, — прекрасно. Но это еще легче объяснить!

Анекдот

На защите курсовой работы студент, демонстрируя соответствующий плакат, рассказал о серии своих опытов на шести образцах. Экспериментальные точки, полученные на трех образцах при одинаковых условиях, ложатся на прямую. Исследование двух образцов при других условиях дало результаты, ложащиеся на прямую, параллельную первой. И, наконец, гордо сообщил он, на третьем образце была получена точка, лежащая на прямой, параллельной первым двум!

ã Сечная Н.Ю.