|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
MAKMAL SAINTIFIK KANAK-KANAK
Penemuan peronggaan kedua. Makmal Sains Kanak-Kanak
Buku Panduan / Makmal Sains Kanak-Kanak Pada akhir abad ke-XNUMX, tentera laut Inggeris akan diisi semula dengan dua kapal yang sesuai untuk masa itu. "Dering" dan "Turbinia" terpaksa lulus ujian terakhir - untuk kelajuan, yang, dengan cara itu, dikemukakan oleh pereka sebagai kelebihan utama mereka. Malangnya, kelajuan yang dikira tidak dapat dicapai. Kajian terperinci tentang kemungkinan sebab kegagalan menunjukkan: kipas haus dengan sangat intensif pada kelajuan tinggi, ditutup dengan lubang, rongga, dan penyebabnya adalah banyak gelembung wap udara yang muncul pada bilah. Dalam keadaan sedemikian, teknologi mula-mula mengenali peronggaan. Ia adalah teknik. Kerana sains telah mengetahui fenomena ini selama dua puluh tahun. Ia secara teorinya telah diramalkan oleh ahli fizik Inggeris O. Reynolds. Dan jika pereka telah lebih prihatin terhadap penyelidikan asas rakan senegara mereka, mungkin rasa malu itu tidak akan berlaku. Ya, ahli teori boleh memberi amaran kepada jurutera supaya tidak terlalu teruja. Tetapi tidak lebih. Jika dia ditanya bagaimana untuk membina kapal yang benar-benar berkelajuan ultra tinggi, memintas peronggaan dalam beberapa cara, saintis tidak akan mempunyai jawapan. Dan sehingga hari ini, lebih daripada satu abad kemudian sejak peronggaan ditemui, sains yang mengkaji fenomena ini berhutang kepada teknologi. Ia tidak selalu mungkin untuk membuat pengiraan yang tepat bagi ambang di luar peronggaan, yang merosakkan mesin atau struktur, berlaku. Ia masih runtuh, ia mendedahkan, logam kipas, bilah pam dan turbin, badan konkrit empangan, terusan, dan kunci. Lebih sukar lagi - dan pemikiran yang menggoda tentang perkara ini tidak dilahirkan semalam - untuk mengubah kuasa peronggaan yang merosakkan dan menjadikan mereka sekutu. Mengapa sains moden yang hebat menyerah kepada rahsia peronggaan yang paling penting? Pertama, mari kita ingat apa yang dia tahu tentang fenomena ini dengan pasti. Gelembung peronggaan muncul dalam cecair jika tekanan berkurangan dicipta di dalamnya. Ini berlaku, sebagai contoh, apabila mengalir mengelilingi jasad pepejal pada kelajuan tinggi atau, yang pada asasnya setara, apabila badan itu sendiri bergerak pantas dalam cecair. Bunyi dan gelombang ultrasonik yang melalui cecair juga mewujudkan kawasan tekanan rendah dan menyebabkan peronggaan. Gelembung peronggaan tidak bertahan lama. Dengan kelajuan yang hebat, dalam pecahan kecil sesaat, mereka runtuh. Runtuhan ini, seperti letupan, menghasilkan gelombang kejutan. Biarkan ini hanya letupan mikro. Dalam masa yang singkat, ratusan, ribuan daripadanya berlaku. Mereka bertindih antara satu sama lain, melipatgandakan kuasa mereka. Pada titik yang berbeza dalam cecair, suhu serta-merta melonjak ke beribu-ribu darjah, tekanan kepada berpuluh-puluh atmosfera. Gelembung boleh menghasilkan sinar penyengat terbaik yang bertindak pada permukaan keras seperti peluru terkumpul yang memusnahkan perisai! Di sinilah kuasa luar biasa buih tanpa berat berasal. Selalunya, malangnya, kuasa ini merosakkan. Hanya dalam beberapa kes mereka mula berfungsi dengan berguna hari ini - contohnya, mereka membersihkan permukaan bahagian, membantu mendedahkan corak semula jadi batu penamat, dan mencampurkan cecair "tidak serasi" seperti petrol dan air. Untuk memerangi peronggaan yang berbahaya dan merosakkan dengan lebih baik dan menggunakannya sepenuhnya untuk kebaikan, hanya ada satu cara - untuk menembusi lebih dalam ke dalam rahsianya. Apakah perbezaan antara gelembung peronggaan dan gelembung biasa? Apa yang berlaku di dalam? Menurut undang-undang apakah perubahan tenaga berlaku di dalamnya? Jika para saintis tahu jawapan kepada soalan-soalan ini hari ini, lihat, esok kapal-kapal yang sangat laju akan menjadi nyata. Tetapi setakat ini hanya terdapat banyak hipotesis yang bersaing. Dan ini bermakna bahawa jurutera tidak dapat mengira dengan ketepatan yang diperlukan struktur atau mesin baru di mana dia ingin memanfaatkan daya peronggaan. Betapa pengetahuan yang tidak mencukupi tentang fenomena ini ditunjukkan oleh contoh ini. Hampir setengah abad yang lalu, sonoluminescence ditemui - cahaya cecair di bawah pengaruh ultrasound, serta tindak balas sonokimia yang berlaku hanya apabila reagen disinari dengan bunyi. Kedua-dua fenomena ini sangat intensif tenaga, dan hanya peronggaan boleh menyebabkannya. Kesannya menjadi sejenis ujian untuk peronggaan. Walau bagaimanapun, mekanisme dan sifatnya masih menjadi misteri. Mengapa peronggaan sangat tidak boleh diakses? Apakah halangan yang menghalang rahsianya? Untuk lebih jelas membayangkan transformasi yang berlaku dengan gelembung peronggaan, anda mesti memantau dengan teliti bagaimana ia dilahirkan, bergerak, hilang, dalam satu perkataan, semua peringkat kehidupannya. Gelembung peronggaan telah menjadi salah satu watak utama filem sains. Ia telah difilemkan pada beberapa meter filem di berpuluh-puluh makmal di seluruh dunia. Tetapi malangnya, penggambaran ultra-kelajuan tinggi pun tidak dapat mengikuti detik-detik hidupnya. Wira filem kita hanya hidup seratus perseribu atau bahkan sepersejuta saat! Kita juga mesti mengambil kira: saiz buih adalah perseratus, perseribu milimeter. Akhirnya, peronggaan bukanlah satu atau seribu buih yang lahir dalam sekelip mata. Dalam satu sentimeter padu medan peronggaan yang dipanggil, kira-kira satu bilion daripadanya berdenyut sekaligus! Bukan kebetulan bahawa salah satu wira pertama pawagam holografik, sebaik sahaja ia muncul di makmal, versi eksperimen, sekali lagi menjadi gelembung peronggaan... Dan misteri tidak berkurangan. Landak dalam tabung uji Dalam sains ia sering berlaku seperti ini: untuk menyelesaikan apa-apa masalah yang kompleks, di mana minda terbaik, bersenjatakan teknologi paling maju, telah bergelut selama bertahun-tahun, beberapa idea yang sangat mudah, beberapa pengalaman rendah, hampir sekolah, hilang. Dalam masalah peronggaan, langkah yang mungkin menentukan ini telah diambil oleh saintis dari sektor fizik kimia di Institut Penyelidikan Saintifik All-Union bagi Sintesis Organik. Walaupun sesetengah penyelidik bergantung pada peralatan yang semakin canggih dan kaedah terkini untuk menyelesaikan sistem persamaan pembezaan yang luar biasa kompleks untuk gerakan buih, pakar VNIIOS sedang mencari penyelesaian penyelesaian bukan hadapan. Apakah muslihat mereka? Mereka membuat alasan seperti ini. Sukar untuk melihat dengan jelas gelembung peronggaan kerana saiznya yang kecil dan jangka hayat yang sangat singkat. Ini bergantung pada kekerapan ayunan yang merangsang peronggaan. Jika penyelidik dapat memperoleh peronggaan, katakan, pada frekuensi 10-100 Hz, buih, mengikut pengiraan, boleh hidup selama sepersepuluh saat dan bersaiz sehingga satu sentimeter. Kemudian kita akan melihat wira filem kita dalam jarak dekat. Adakah idea mudah ini benar-benar tidak pernah berlaku kepada sesiapa sebelum ini? Sudah tentu dia datang. Terdapat banyak percubaan. Satu artikel dengan hasil yang terakhir, yang telah dijalankan oleh penyelidik Amerika, terletak di atas meja ketua sektor, M. A. Margulis. Dan tidak ada yang menghiburkan tentangnya. Sekali lagi, pengesahan sudut pandangan biasa telah diterima: peronggaan adalah fenomena ambang, iaitu, ia berlaku bermula dari frekuensi tertentu, dan kekerapan ini dikira, sayangnya, dalam kilohertz... Namun, sesuatu memaksa percubaan yang jelas tidak berjaya untuk diterbitkan semula. Ini didorong oleh kedua-dua kemarahan yang baik terhadap masalah yang sukar dikawal, dan semangat penyelidikan, ketabahan, dan gerak hati.
Tidak sukar bagi Amerika untuk menjalankan eksperimen itu. Skemanya adalah mudah: rod berayun diturunkan ke dalam bekas dengan cecair, dan spektrometer, jika peronggaan berlaku, harus mencatatkan cahaya. Semuanya dilakukan sebagaimana mestinya - tidak seperti peronggaan. Kami cuba meningkatkan amplitud ayunan rod, mengatakan bahawa pengujaan akan menjadi lebih sengit. Spektrometer ultrasensitif adalah senyap. Gegaran dan pergolakan dalam cecair semakin kuat, tetapi tidak ada regangan. Cecair itu kelihatan terlalu kenyal; walaupun ia berpusing, ia masih dapat mengalir mengelilingi rod yang berayun perlahan. Tetapi adalah perlu bahawa dia melihat getaran joran seolah-olah ia adalah pukulan. Bagaimana untuk mencapai ini? Ia sudah cukup untuk mengecualikan aliran di sekeliling rod berayun, dan peronggaan frekuensi rendah ditemui Percubaan baru telah dijalankan dengan peralatan yang mungkin akan ditemui walaupun di dalam bilik darjah fizik sekolah: tabung uji, dirian, rod yang diukir daripada kaca plexiglass, pembesar suara 25 watt, penguat tiub lama... Satu-satunya kehalusan - sebatang rod berayun dalam bentuk omboh dibuat supaya celah dengan dinding tabung uji hanya sepersepuluh milimeter. Pada masa yang sama, cecair tidak lagi dapat mengalir di sekeliling rod semudah dahulu. Penjana bunyi dihidupkan pada frekuensi 90 Hz. M. A. Margulis berkata tentang apa yang berlaku seterusnya: "Kami tidak perasan sesuatu yang istimewa selama satu minit." Kemudian, di kawasan kecil berhampiran dinding tabung uji yang dipenuhi dengan cecair, buih sfera kecil muncul di bawah omboh berayun. Bilangan mereka bertambah dengan pesat. Mereka membentuk gumpalan besar yang kelihatan seperti landak. Landak ini kelihatan berdenyut. Mereka mula meningkatkan kekerapan secara beransur-ansur. Pada 200 Hz dan lebih tinggi, adalah mungkin untuk mencipta dua atau lebih landak yang luar biasa. Mereka dilahirkan di bahagian yang berlainan dalam tabung uji. Dari semasa ke semasa mereka meluru ke arah satu sama lain, bergabung dan kemudian terbang berasingan dengan kemalangan. Ia serta-merta dapat dilihat bahawa landak tidak kelihatan seperti konglomerat - gugusan gelembung berdenyut individu, tetapi adalah buih yang besar dan berbentuk aneh... Tetapi tidak semuanya ditangkap dengan mata kasar. Para saintis menggunakan alat biasa mereka - penggambaran berkelajuan tinggi. Kami memainkan video yang difilemkan, tetapi... kami tidak menemui sebarang landak. Tonjolan, proses yang agak tebal, sesungut melengkung yang rumit, yang kelihatan seperti memanah keluar dari badan gelembung besar, sama sekali tidak menyerupai jarum penghuni hutan yang comel. Dan saintis memberi makhluk luar biasa ini nama yang lebih prosaik - gelembung besar yang cacat (disingkat BDP). Pada skrin adalah mungkin untuk melihat bagaimana buih sfera lutsinar kecil yang pecah dari BDP dan kemudian bergegas kembali. Apa itu? Peronggaan, menjana suhu seribu darjah dan tekanan besar? Atau, mungkin, beberapa fenomena baru diperhatikan buat kali pertama? Untuk menyemak, seperti yang kita sedia maklum, terdapat ujian khas, jenis ujian litmus yang mendedahkan peronggaan - tindak balas bunyi-kimia dan cahaya cecair. Memecahkan halangan Dalam percubaan ujian yang pertama, bunyi frekuensi rendah dengan mudah mencetuskan tindak balas berantai untuk menukar asid maleik kepada asid fumarik. Keraguan masih kekal - walaupun tindak balas ini dianggap kompleks dan berubah-ubah di kalangan ahli kimia, ia memerlukan tenaga yang agak sedikit untuk memulakannya. Tetapi apabila dalam tabung uji makmal besi divalen bertukar menjadi trivalen, apabila molekul air mula berpecah di dalamnya, seperti kacang di bawah tukul, tidak ada lagi dua pendapat - peronggaan sebenar teruja. Pada mulanya, penyelidik sendiri sukar mempercayai keputusan mereka sendiri. Walau bagaimanapun, semakan berulang mengesahkan bahawa tindak balas bunyi-kimia boleh dilakukan pada frekuensi bunyi 7 Hz, dan beberapa penyelesaian mula bersinar pada 30 Hz. Kita bercakap tentang penemuan yang boleh dipanggil panas. Penyelidikan ke dalam peronggaan frekuensi rendah baru sahaja bermula. Walau bagaimanapun, dari hari-hari pertama mereka membawa hasil yang menarik. Sebagai contoh, sebaik sahaja saintis melihat BDP dengan mata mereka sendiri dan yakin bahawa mereka merongga, salah satu teori peronggaan yang paling berwibawa runtuh. Adalah dipercayai bahawa caj bertentangan timbul pada permukaan gelembung peronggaan yang muncul. Pada masa tertentu, kerosakan elektronik berlaku. Oleh itu pelepasan tenaga yang besar, cahaya, dan permulaan tindak balas kimia yang paling sukar. Satu-satunya syarat untuk perkara sedemikian ialah gelembung peronggaan mestilah... bentuk kanta yang betul betul. Pada skrin, seperti yang kita ketahui, para penyelidik melihat sejenis tumbuhan berbentuk hebat. "Faham" bukan sahaja kepada teori elektrik, tetapi juga kepada yang lain - teori terma peronggaan. Ia berbunyi: dalam proses pemampatan pantas dan keruntuhan gelembung peronggaan, campuran wap-gas dipanaskan pada suhu beribu-ribu darjah. Pada masa yang sama, ia secara semula jadi mula bersinar seperti filamen mentol lampu biasa, dan suhu plasma membelah molekul dan memulakan tindak balas kimia yang paling luar biasa. Walau bagaimanapun, kini, hasil penyelidikan yang teliti, ia telah ditubuhkan: sonoluminescence adalah cahaya sejuk yang sama seperti kelip-kelip yang berkelip-kelip pada waktu malam. Hampir setiap eksperimen baharu menunjukkan peronggaan yang kini dikenali dari sudut yang tidak dijangka dan mendedahkan kebolehannya yang luar biasa. Katakan kuasa pemusnah peronggaan frekuensi tinggi terkenal. Ia boleh mengubah permukaan licin logam menjadi kasar dalam masa beberapa minit, memotong zarah yang agak besar. Peronggaan frekuensi rendah, sebaliknya, ternyata menjadi senjata yang halus dan halus. Ia tidak sukar baginya untuk melicinkan dan menggilap permukaan yang paling kasar, hanya menusuk zarah logam mikroskopik. peronggaan peronggaan frekuensi rendah dengan mudah dan cepat disediakan emulsi daripada cecair yang tidak bercampur dalam keadaan biasa, butiran dihancurkan bahan pepejal yang direndam dalam cecair, melancarkan tindak balas kimia yang paling intensif tenaga... Sudah tentu, peronggaan ultrasonik, frekuensi tinggi boleh melakukan semua ini. Tetapi untuk menciptanya, seperti yang anda ketahui, anda memerlukan peralatan khas, penjana. Sekarang sambungkan sumber ayunan ke rangkaian yang menggerakkan radio rumah anda, dan semua kebolehan peronggaan yang berguna tersedia untuk anda. Katakan anda perlu mencampur bahan dengan penuh berhati-hati dan kelajuan dalam reaktor kimia dengan kapasiti beberapa tangki kereta api. Tugas ini adalah yang paling biasa, biasa untuk industri kimia, farmaseutikal dan mikrobiologi. Penyelesaian tradisional: pengadun adalah sesuatu seperti kipas atau gerimit skru, diperbuat daripada aloi yang paling mahal, tahan kimia. Atau anda boleh memasang sumber ayunan mudah ke dalam reaktor dan pasangkannya ke saluran keluar rangkaian biasa - kesannya, seperti yang ditunjukkan oleh pengiraan, akan menjadi lebih baik. Tidak mungkin sesiapa hari ini akan dapat meramalkan pelbagai aplikasi praktikal penemuan "kedua" peronggaan. Buat masa ini, ia hanya membuka jalan untuk pemahaman yang lebih mendalam tentang fenomena menarik ini dan mengatasi halangan yang menghalang penyelidik selama beberapa dekad. Memahami mekanisme peronggaan sebenar, bagaimana dan di mana kuasa luar biasa timbul, masih akan datang. Dan di belakangnya, seperti biasa berlaku dalam sains, adalah peluang baru untuk jurutera, pereka, ahli teknologi, yang hari ini mustahil untuk diramalkan. Pengarang: L. Galamaga
▪ Astrograph, peranti untuk mengambil gambar bintang
Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan
15.04.2024 Petgugu Global kotoran kucing
15.04.2024 Daya tarikan lelaki penyayang
14.04.2024
▪ Makan keju boleh membantu anda menurunkan berat badan ▪ Jenis LED biru baharu dengan peningkatan output cahaya ▪ Kereta itu mengenali wajah pemandu
▪ bahagian tapak Pengawasan audio dan video. Pemilihan artikel ▪ pasal Penghinaan darah. Ungkapan popular ▪ artikel Komposisi fungsi TV Samsung. Direktori ▪ artikel Loji kuasa suria turbin wap. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik ▪ Kemunculan Tongkat Ajaib. Fokus Rahsia
Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web
www.diagram.com.ua |
Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian 
Lihat artikel lain bahagian 
Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:
Semua bahasa halaman ini