Kehangatan entah dari mana. Lukisan, penerangan

MAKMAL SAINTIFIK KANAK-KANAK
Perpustakaan percuma / Buku Panduan / Makmal Sains Kanak-Kanak

Kehangatan entah dari mana. Makmal Sains Kanak-Kanak

Makmal Sains Kanak-Kanak

...Percubaan oleh seorang warga Amerika bernama Griggs ini, yang dipentaskan hampir 10 tahun lalu, telah pun menjadi buku teks. Ahli fizik itu melepasi aliran air melalui cakera berputar dengan lubang. Melalui mereka, air menjadi panas. Nampaknya transformasi tenaga mekanikal enjin pam menjadi haba yang paling biasa berlaku. Tetapi ternyata 1,6 kali lebih banyak haba yang dikeluarkan daripada elektrik yang dibekalkan kepada enjin. Dari mana datangnya tenaga yang berlebihan? Terdapat banyak hipotesis. Di sini, sebagai contoh, adalah satu.

Apabila aliran terganggu, banyak gelembung terbentuk di dalam air. Setelah wujud selama seperseribu saat, mereka mula mengecut dan runtuh, hilang. Fenomena ini dipanggil peronggaan.

Proses ini tidak mudah. Jika diameter gelembung dikurangkan, sebagai contoh, separuh, maka isipadu adalah lapan kali. Kelajuan pergerakan dindingnya ke arah satu sama lain meningkat dengan cepat. Secara teorinya, kadar mampatan gelembung yang benar-benar kosong boleh mencapai kelajuan cahaya. Benar, ia biasanya mengandungi udara dan wap air, yang boleh mengehadkan kadar mampatan kepada ratusan meter sesaat. Tenaga dalam kes ini dibelanjakan untuk memampatkan semua gas dalam gelembung. Tetapi ia mungkin berlaku sebaliknya.

Sebagai ahli fizik L.V. Larionov, sebaik sahaja dinding gelembung mengembangkan kelajuan supersonik, dan pada mereka, seolah-olah pada hidung peluru, gelombang kejutan yang sangat nipis akan muncul, bergerak lebih cepat. Kemudian kadar keruntuhan boleh menjadi lebih tinggi.

Permulaan peronggaan telah difilemkan dan dikaji secara terperinci. Tetapi dengan diameter 0,001 mm atau kurang, gelembung peronggaan tidak lagi dapat diperhatikan; adalah mungkin untuk mengetahui apa yang berlaku di dalamnya hanya dari data tidak langsung.

Sebagai contoh, diketahui bahawa peronggaan mampu memusnahkan sebarang bahan. Ini menunjukkan bahawa tekanan yang sangat tinggi mesti diperolehi pada akhir keruntuhan gelembung. Para saintis menganggarkan nilainya dari 12 ribu hingga 450 ribu atmosfera. Dan pada tekanan sedemikian, kulit elektron atom dan juga nukleus boleh runtuh.

Nampaknya proses ini membawa kepada kemunculan tenaga haba tambahan. Tetapi... Hampir sebarang tindak balas nuklear membuatkan diri mereka dirasai oleh sinaran gamma yang kuat. Tetapi ia tidak diperhatikan ... Jadi dari mana datangnya tenaga "tambahan" itu?

Sejak zaman purba, saintis percaya bahawa dalam jurang antara atom tidak ada kekosongan mutlak, tetapi beberapa medium yang biasanya tidak dapat diperhatikan - apeiron, atau eter dunia. Sekarang ia dipanggil "vakum fizikal". Mereka yang ingin membiasakan diri dengan isu ini dengan lebih terperinci, kami merujuk kepada buku oleh I.L. Gerlovin "Asas-asas teori bersatu interaksi dalam jirim", Moscow, 1990. kelikatan dan, oleh itu, tidak diperhatikan pada kelajuan biasa. Tetapi pada kelajuan tinggi, dan walaupun dalam jumlah tertutup gelembung yang dimampatkan dari semua sisi, tenaganya boleh dilepaskan dalam bentuk kuanta cahaya. Jika hanya satu atom daripada lima ratus memancarkan kuantum sedemikian, maka ini akan mencukupi untuk penampilan haba berlebihan yang diperhatikan dalam eksperimen.

Cecair di mana peronggaan berlaku bersinar, yang bermaksud bahawa quanta ini benar-benar wujud. Cahaya ini dipanggil sonoluminescence. Ditemui pada tahun 1933, ia tidak menemui penjelasan dalam kerangka sains klasik.

Tetapi mari kita beralih dari teori kepada amalan. Terdapat banyak cara untuk mendapatkan peronggaan. Sebagai contoh, dalam penyedut perubatan - peranti untuk mendapatkan ubat cecair yang disembur halus, ia dicipta menggunakan ultrasound. Tetapi kecekapan penjana ultrasonik elektronik yang digunakan di sini adalah sangat kecil sehingga perolehan tenaga yang terhasil secara praktikalnya tidak ketara.

Untuk mendapatkan haba tambahan, tenaga mekanikal sering digunakan. Salah satu pemasangan yang paling berkuasa untuk tujuan ini dicipta oleh pencipta Omsk V.F. Kladov. Dia mencadangkan pam emparan, yang semasa operasinya menghasilkan aliran cecair terputus-putus, dan apabila bekerja dengan air, dia menerima keuntungan dua kali ganda dalam tenaga. Kladov yang berpengalaman dan cecair lain. Silikon fluorida, sebagai contoh, memberikan keuntungan sepuluh kali ganda. Para saintis lain, sebaliknya, tidak menemuinya dengan ukuran yang paling teliti.

Kami mencadangkan anda mengulangi pemasangan L. Larionov. Ia terdiri daripada unit pam konvensional yang digunakan untuk membekalkan air ke tingkat atas rumah. Howl mengambil unit standard dengan motor 4 kW. Litar tertutup paip air dilampirkan padanya, di mana muncung peronggaan dimasukkan dan beberapa elemen lain ditambah.

Apabila beroperasi di atas air biasa, setiap kilowatt-jam elektrik yang diambil oleh pam dari rangkaian memberikan 1,5 kW / j haba. Kesan ini boleh didapati daripada penghawa dingin rumah yang beroperasi dalam mod pam haba. Tetapi kosnya sekurang-kurangnya $ 4000, XNUMX. Pam air hampir seratus kali lebih murah.

Bahagian utama pemasangan ialah muncung. Seperti yang anda lihat dalam rajah, ia mula mengecil dan kemudian secara beransur-ansur mengembang.

Panas entah dari mana
Peranti penjana haba: 1 - unit mengepam; 2 dan 4 - tolok tekanan; 3 - muncung; 5 - pengatur tekanan statik; 6 - injap pendikit; 7 - profil muncung (dari hasil kerja saintis Jerman)

Melalui bahagian menumpu, aliran, mengikut hukum Bernoulli, meningkatkan kelajuannya, dan tekanan di dalamnya berkurangan sehingga ia menjadi sama dengan tekanan wap air tepu. Apabila air mendidih, ia membentuk banyak buih yang dipenuhi dengan wap. Seterusnya, aliran memasuki bahagian muncung yang mengembang. Di sini, kelajuannya berkurangan, dan tekanan dipulihkan, dan gelembung mula runtuh. Proses ini selesai selepas keluar dari muncung dan disertai dengan sonoluminescence. Dalam eksperimen, mudah untuk memerhatikannya melalui tingkap khas dalam tiub. Anda boleh melihat sesuatu yang serupa dengan obor obor kimpalan.

Menambah garam meja ke dalam air meningkatkan cahaya ini. Pada masa yang sama, pelesapan haba juga meningkat dengan ketara. Seperti yang ditunjukkan oleh kajian asing, peningkatan terbesar dicapai apabila kira-kira 120 g garam dilarutkan dalam satu liter air.

Kecekapan pemasangan sangat bergantung pada bentuk muncung. Apabila sudut bahagian yang menyala terlalu besar, peningkatan rintangan yang mendadak mungkin berlaku dan kecekapan akan berkurangan.

Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian Makmal Sains Kanak-Kanak:

▪ Air pancut di dalam bilik

▪ Gravitoskop

▪ isipadu paru-paru

Lihat artikel lain bahagian Makmal Sains Kanak-Kanak.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan 15.04.2024

Dalam dunia teknologi moden di mana jarak menjadi semakin biasa, mengekalkan hubungan dan rasa dekat adalah penting. Perkembangan terkini dalam kulit tiruan oleh saintis Jerman dari Universiti Saarland mewakili era baharu dalam interaksi maya. Penyelidik Jerman dari Universiti Saarland telah membangunkan filem ultra nipis yang boleh menghantar sensasi sentuhan dari jauh. Teknologi canggih ini menyediakan peluang baharu untuk komunikasi maya, terutamanya bagi mereka yang mendapati diri mereka jauh daripada orang tersayang. Filem ultra-nipis yang dibangunkan oleh penyelidik, hanya 50 mikrometer tebal, boleh disepadukan ke dalam tekstil dan dipakai seperti kulit kedua. Filem ini bertindak sebagai penderia yang mengenali isyarat sentuhan daripada ibu atau ayah, dan sebagai penggerak yang menghantar pergerakan ini kepada bayi. Ibu bapa yang menyentuh fabrik mengaktifkan penderia yang bertindak balas terhadap tekanan dan mengubah bentuk filem ultra-nipis. ini ...>>

Petgugu Global kotoran kucing 15.04.2024

Menjaga haiwan peliharaan selalunya boleh menjadi satu cabaran, terutamanya dalam hal menjaga kebersihan rumah anda. Penyelesaian menarik baharu daripada pemula Global Petgugu telah dipersembahkan, yang akan menjadikan kehidupan lebih mudah bagi pemilik kucing dan membantu mereka memastikan rumah mereka bersih dan kemas dengan sempurna. Startup Petgugu Global telah melancarkan tandas kucing unik yang boleh menyiram najis secara automatik, memastikan rumah anda bersih dan segar. Peranti inovatif ini dilengkapi dengan pelbagai sensor pintar yang memantau aktiviti tandas haiwan kesayangan anda dan diaktifkan untuk membersihkan secara automatik selepas digunakan. Peranti ini bersambung ke sistem pembetung dan memastikan penyingkiran sisa yang cekap tanpa memerlukan campur tangan daripada pemilik. Selain itu, tandas mempunyai kapasiti storan boleh siram yang besar, menjadikannya sesuai untuk isi rumah berbilang kucing. Mangkuk sampah kucing Petgugu direka bentuk untuk digunakan dengan sampah larut air dan menawarkan pelbagai jenis tambahan ...>>

Daya tarikan lelaki penyayang 14.04.2024

Stereotaip bahawa wanita lebih suka "budak jahat" telah lama tersebar luas. Walau bagaimanapun, penyelidikan baru-baru ini yang dijalankan oleh saintis British dari Universiti Monash menawarkan perspektif baru mengenai isu ini. Mereka melihat bagaimana wanita bertindak balas terhadap tanggungjawab emosi lelaki dan kesanggupan untuk membantu orang lain. Penemuan kajian itu boleh mengubah pemahaman kita tentang perkara yang menjadikan lelaki menarik kepada wanita. Kajian yang dijalankan oleh saintis dari Universiti Monash membawa kepada penemuan baharu tentang daya tarikan lelaki kepada wanita. Dalam eksperimen itu, wanita ditunjukkan gambar lelaki dengan cerita ringkas tentang tingkah laku mereka dalam pelbagai situasi, termasuk reaksi mereka terhadap pertemuan dengan gelandangan. Sebahagian daripada lelaki itu tidak mengendahkan gelandangan itu, manakala yang lain membantunya, seperti membelikan dia makanan. Kajian mendapati lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan lebih menarik perhatian wanita berbanding lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan. ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Cawan mengubah rasa teh 20.09.2023

Penyelidik dari Institut Teknologi Nagoya di Jepun mendapati pilihan sayu pada set teh seramik yang digunakan untuk membancuh teh boleh memberi kesan yang ketara kepada rasa minuman iaitu kandungan flavonoid katekin.

Dalam kajian mereka, para penyelidik menganalisis kesan empat jenis glaze komersial Jepun - Oribe, Namako, Irabo dan Tomei - pada tahap catechin, flavonoid yang paling banyak dalam teh hijau.

Salutan sayu, walaupun terutamanya terdiri daripada mineral seperti oksida silikon, aluminium, natrium dan kalsium, juga mengandungi oksida logam tertentu yang memberikan bekas seramik penampilan dan tekstur yang unik.

Contohnya, sayu Oribe kaya dengan oksida tembaga (Cu) dan memberikan seramik warna hijau terang, manakala sayu Namako mengandungi oksida kobalt (Co), yang menghasilkan warna biru pekat. Sayu Irabo diperkaya dengan oksida besi (Fe), yang memberikan seramik ton oren, manakala sayu Toumei, sebaliknya, mengandungi sejumlah besar titanium (Ti), yang memberikan permukaan seramik rupa lut sinar.

Untuk mengkaji kesan sayu pada katekin dalam teh, saintis merendam teh hijau dalam air terion pada 80°C (176°F) selama tiga minit. Selepas ini, mereka mengeluarkan daun teh daripada cecair dan mencampurkannya dengan serbuk sayu, yang digunakan pada seramik. Campuran teh dan sayu kemudiannya dibiarkan bertindak balas selama enam jam, selepas itu serbuk sayu dikeluarkan melalui sentrifugasi dan penapisan.

Para saintis mendapati bahawa penyerapan teh tulen mempunyai warna kuning terang, tetapi selepas enam jam pendedahan ia bertukar warna coklat kekuningan. Sebaliknya, infusi teh yang dirawat dengan sayu yang berbeza mempunyai warna yang lebih gelap - hitam atau coklat. Dalam erti kata lain, pilihan sayu ketara mempengaruhi perubahan warna teh.

Selain itu, para penyelidik juga mendapati pengurangan terpilih dalam katekin bergantung pada jenis sayu. Ini bermakna teh hijau yang dibancuh dalam periuk seramik boleh bertukar menjadi teh hitam.

Para saintis telah membuat kesimpulan bahawa semasa tindak balas kimia yang berlaku apabila teh berinteraksi dengan sayu, sebatian kimia dalam sayu menyumbang kepada pengoksidaan molekul catechin, yang boleh menyebabkan pembentukan bahan berbahaya untuk manusia. Walau bagaimanapun, kesan ini tidak menimbulkan risiko kesihatan yang ketara jika anda tidak minum teh dari bekas seramik setiap hari dan untuk jangka masa yang lama.

Berita menarik lain:

▪ cincin karbon

▪ Alat bantu pendengaran untuk pakar ornitologi

▪ Graphene akan menjadi lebih lentur dan fleksibel

▪ Bekalan kuasa baharu untuk LED

▪ Sistem cip tunggal MT6739

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Biografi saintis hebat. Pemilihan artikel

▪ pasal Kochubey kaya dan terkenal. Ungkapan popular

▪ artikel Bagaimana peralatan skuba berfungsi? Jawapan terperinci

▪ pasal Marsh marigold. Legenda, penanaman, kaedah aplikasi