1
Можно ли воспрепятствовать тепловому расширению металлического бруса или ртутного столба?
2
Какое вещество менее всего расширяется при нагревании?
3
Что требует больше времени: нагревание воды от 10 до 20° или — на том же очаге — от 90 до 100°?
4
Какого цвета водяной пар?
5
Сколько приблизительно молекул воздуха в пустотной электролампочке?
Ответы на вопросы, помещенные в № 4
1. Смертельный ток
Совершенно верно, что сила тока в осветительной сети больше 0,1 а; она достигает 0,5 а, но лишь до тех пор, пока в цепь не включилось человеческое тело. Включение в осветительную сеть человеческого тела значительно понижает силу пробегающего по нему тока, так как электрическое сопротивление нашего тела весьма велико. Напомним, что сила тока в амперах равна напряжению в вольтах, деленному на сопротивление в омах.
Многие и не подозревают, что сопротивление человеческого тела электрическому току исчисляется сотнями, а нередко и тысячами ом, т. е. может значительно превосходить сопротивление всей телеграфной линии Москва—Ленинград. Понятно, что включение такого огромного сопротивления в цепь должно настолько понизить в ней силу тока, что он становится почти безвредным для организма.
Наблюдались случаи, когда ток напряжением в 500 в не причинял человеку никакого вреда — так велико бывает в некоторых случаях сопротивление нашего тела. Было бы однако опрометчиво заключать
отсюда, что можно безбоязненно подставлять свое тело действию тока осветительной сети (110 в). Надо твердо помнить, что сопротивление человеческого тела не остается всегда одним и тем же: оно колеблется в зависимости от многих причин, которые невозможно предусмотреть. Ток сравнительно невысокого напряжения может поэтому неожиданно оказаться весьма вредоносным. Установить определенный вольтаж, выше которого ток становится опасным, невозможно. Вот почему нужно быть очень осторожным в обращении с током осветительной сети.
2. Самый тугоплавкий металл
В старых книгах можно найти указание, что самый тугоплавкий металл — платина: он плавится при 1800° Ц. Однако в наше время известны металлы, точка плавления которых на тысячу с лишним градусов выше, чем для платины. Полезно запомнить их названия, так как металлы эти находят себе широкое применение в технике:
Иридий плавится при 2 350°
Осмий 2700°
Тантал 2800°
Вольфрам 3400°
Последний металл — вольфрам — является самым тугоплавким из всех, какие мы в настоящее время знаем. Он применяется для нитей накала в электрических лампочках.
3. Нагревание стали
При высокой температуре, далекой однако от точки плавления стали, брусья из этого металла теряют значительную часть своей прочности.
Уже при 500° сопротивление стали на разрыв в два раза меньше, чем при 0°; при 600° — в три раза меньше; а при 700° — почти в семь раз меньше.
Между тем сталь плавится лишь при 1300—1400°.
Вот почему при пожаре стальные сооружения рушатся под действием собственной тяжести.
4. Движение паровоза
Причина осаживания поездного состава немного назад состоит в следующем. В остановившемся поезде все стяжки, сцепляющие вагоны, натянуты. Если паровоз будет брать с места состав в таком состоянии, ему придется привести в движение весь поезд сразу, т. е. огромный груз. Это может оказаться паровозу не под силу.
Не то будет, если паровоз предварительно осадил состав назад. Стяжки, сцепляющие вагоны, будут тогда не в натянутом, а в свободном состоянии. Трогаясь с места, паровоз возьмет уже не весь состав сразу, а будет увлекать за собой вагоны последовательно один за другим.
Это значительно облегчает его работу.
5. Самый тяжелый и самый легкий металлы
Многие думают, что самый тяжелый металл — свинец. Это неверно. Свинец, правда, тяжелее цинка, олова, железа, меди, но есть металлы еще тяжелее. Прежде всего тяжелее свинца ртуть: если бросить в ртуть сплошной кусок свинца, он не потонет в ней, а будет держаться на поверхности. Литровую кружку ртути вы с трудом поднимете: она весит без малого 14 килограммов!
Однако существуют металлы, тяжелее ртути: золото, платина, иридий, осмий. Последний металл и является самым тяжелым: он ровно в два раза тяжелее свинца.
Алюминий считается одним из самых легких металлов. Он широко применяется в самолетостроении. Некоторые склонны считать алюминий вообще самым легким металлом. Но это неверно. Металл магний раза в полтора легче алюминия. Но это не самый еще легкий металл. Есть металл, который плавает на воде, как еловое дерево, это металл литий. Он почти вдвое легче воды и является самым легким из всех металлов. В промышленности литий пока еще не применяется. Но ему несомненно принадлежит большое будущее. Литий — металл завтрашнего дня.
Пока что наиболее легким из всех металлов, применяемых в промышленности, надо считать сплав аллюминия с магнием, называемый электроном. Этот сплав на 1/3 легче дуралюминия и кольчуг-амлюминия, почти не уступая им в прочности. (Название электрон не надо смешивать с названием элементарного количества отрицательного электричества, которое тоже называется электроном)
6. Подъем груза
С помощью неподвижного блока самый сильный человек не может поднять больше того, что он весит сам.
Грузы, уравновешиваемые на неподвижном блоке, равны между собой. Поэтому человек, желая развить наибольшую силу тяги, т. е. повиснув на перекинутой через блок веревке, поднимает груз, не превышающий его собственный вес.
Напомним, что при неподвижном блоке никакого выигрыша силы не получается; помощью такого блока можно изменить лишь направление силы.
Желая выгадать в силе, надо пользоваться подвижным блоком.
7. Борьба с засухой
Борьба с засухой путем рыхления почвы основана на следующем физическом явлении. Представим себе тонкую (так называемую капиллярную) стеклянную трубку, просвет которой неодинаков на всем протяжении, а к одному концу сужается. Введем внутрь трубки каплю воды; окажется, что водяной столбик в трубке не будет оставаться на месте, а станет ползти к узкому концу. Происходит это оттого, что с узкой стороны, где просвет меньше свободная поверхность воды изогнута больше чем с широкой стороны, более же изогнутая поверхностная пленка увлекает за собой воду сильнее, чем слабо искривленная.
Значит, если вода находится в широком канале близ границы узкого канальца, то она сама перетечет из широкой части в узкую. Эта способность воды имеет большое значение в земледелии. Послушаем, что говорит от этом сведущий агроном:
„Если верхний слой почвы плотен, т. е. содержит в себе узкие канальцы, а нижние слои рыхлы, т. е. содержат много широких каналь ев, то верхний слой легко пополняется водой из нижнего слоя. Если же, наооборот, нижний слой плотен, а верхний рыхл, то верхний, высохнув, не принимает влагу нижнего".
Теперь понятно, что нужно делать для сохранения в почве влаги: надо почаще разрыхлять самый верхний слой, чтобы разрушить его узкие канальцы и образовать новые, более широкие, которые не могут всасывать воду снизу. Высохнувший разрыхленный слой не будет проводить воды из низлежащих слоев в верхние, в то же время он защитит их от иссушающего действия солнца и ветра.
8. Гондола стратостата
 |
| Силы давления воздуха, стремящегося разорвать гондолу стратостата |
3,14 × 120² = 45 200 см².
(Площадь всякого круга равна числу π=3,14, умноженному на квадрат радиуса круга.)
Давление на эту площадь будет равно:
0,9 × 45 200 = 40 700 кг.
Сила эта приложена к круговой полоске сечения оболочки гондолы, к полоске шириною в 0,08 см. Площадь такой плоскости равна
3,14 × 240×0,08 = 60 см².
(Чтобы узнать площадь круговой полоски, надо сначала рассчитать ее длину, а затем помножить на ширину. Длина же всякого круга равна числу π = 3,14, умноженному на диаметр.)
На каждый квадратный сантиметр сечения оболочки гондолы приходится разрывающего давления в
40 700 : 60 = 578 кг/см².
Сталь выдерживает разрывающее усилие раз в десять больше, чем 580 кг на квадратный сантиметр. Следовательно бояться разрыва гондолы от внутреннего давления не приходится: в этом отношении она сооружена с десятикратной безопасностью.
Комментариев нет:
Отправить комментарий