Горизонты техники для детей, 1964 №8 (27)

Одновременно с первыми тремя самолетами летящие в обратном направлении в том же самом коридоре самолеты получают соответственно высоты: 1200 метров, 1800 и 2400 метров.

Что же делать летчику, если, например, из-за повреждения бортовой аппаратуры самолет собьется с намеченного для него участка? Центральная служба воздушного движения и этот случай предусмотрела. На помощь летчику приходят радиолокационные станции, на экранах которых, как на экране телевизора, видно положение самолета по отношению к средней линии коридора. По радио летчику сразу же сообщают, в каком направлении надо изменить полет, чтобы вернуться в коридор.

Вот в основном и всё о воздушных трассах и указательных «столбах» на небе.

Казимеж Хожевский

Нам неизвестно, кто впервые изобрел колесо — этот наиболее распространенный элемент различных транспортных средств, механизмов, технических устройств, машин. Без колеса, как вы знаете, нет ни одного вида устройств; без него немыслим был бы прогресс техники. Все конструкции, начиная с самых маленьких, как например, механизм часов, и кончая самыми крупными — турбинами электростанций, — всё это оснащено колесами.

Предшественником колеса явился применяемый много тысячелетий назад каток — круглый брус, подкладываемый под передвигаемый груз. Колесо было известно еще людям каменного века. Они-то и построили первую телегу и сами запряглись в неё. Позднее стали приручать животных и использовать их для перевозки грузов на телегах.

Первые колеса имели вид дисков. Шли тысячелетия. Человек постоянно совершенствовал свои орудия труда, в том числе и колесо. Египтяне предложили изменить вид колеса: в деревянное кольцо они вставляли 4–6 спиц-палок.

В древних повозках имелось всего лишь 2 колеса. Позднее были построены четырехколесные телеги. Если первоначально колесо было только средством уменьшения сопротивления движению, то позднее оно стало играть активную роль движителя, то есть устройства для преобразования работы двигателя в работу, расходуемую на преодоление сопротивления движению.

Повозка с колесами в виде дисков.

На таких повозках ездили древние ассирийцы.

Ассирийскую телегу тянули волы.

Древняя повозка с конной упряжью.

Римская повозка, изображенная на древнем саркофаге.

Японская двуколка, в которую впрягались рикши.

Накачивая камеру велосипедного насоса, вы, наверное, заметили, что насос быстро разогревается, причем довольно сильно. Некоторые считают, что это происходит в результате трения поршня насоса о стенки. Правильно, всякое трение сопровождается выделением тепла, благодаря чему, например, можно очень просто разогреть руки потиранием ладони о ладонь. В данном же случае с насосом трение невелико, так как насос обильно смазан для достижения контакта между поршнем и стенками насоса.

Причиной разогрева насоса является сжатый воздух.

Почему сжатие воздуха вызывает повышение температуры?

Все тела, как вам известно, в том числе и газа, состоят из мельчайших частиц, называемых молекулами. На рисунках мы будем изображать их в виде шариков, действительная же форма весьма разнообразна и порой довольно сложная. Шарики-молекулы настолько малы, что в одном кубическом сантиметре газа находится 27 миллиардов миллиардов молекул (27 с восемнадцатью нулями).

Казалось бы, что молекулы располагаются, как селедки в бочке: плотно по отношению друг к другу. В действительности же расстояние между ними достаточно велико по сравнению с их размерами, поэтому молекулы могут свободно передвигаться. Молекулы газа, например, находятся в непрерывном движении и между ними почти не существует взаимодействия. В связи с этим газ не образует никаких капель, кусочков и т. п.

В жидкостях имеется уже довольно большое притяжение молекул; отсюда понятно появление капель, луж, рек и даже морей. В твердых телах взаимодействие молекул очень велико. Стремление молекул к движению в твердых телах выражается в том, что они колеблются на своих местах вокруг некоторой средней точки, называемой узлом.

Давайте, однако, вернемся к газам, а точнее к воздуху, который является смесью газов. В своем хаотичном движении молекулы газа часто сталкиваются, изменяют направление движения и скорость. Скорость одной молекулы измерить нельзя, поэтому всегда говорится лишь о средней скорости. Довольно важным свойством является зависимость скорости от температуры газа, а точнее: чем больше средняя скорость молекул, тем выше температура газа. Между средней скоростью и температурой газа существует строгая зависимость.

Как мы уже говорили, средние скорости движения молекул можно измерить, как, например, можно измерить средний вес одной рыбы в аквариуме, где имеется несколько десятков рыб.

Измеренные скорости движения молекул оказались удивительно большими. Скорость молекулы воздуха равна 500 метрам в секунду (спортсмен-спринтер делает не более 10 метров в секунду).

Беспорядочное движение молекул газа является источником тепла. Обладая большой скоростью, маленькие (с малой массой) молекулы несут такую энергию, что человек ощущает её как теплоту воздуха. Теплота газа и энергия движения молекул — это два выражения одного и того же ощущения теплоты воздуха.

Молекула сама по себе не обладает какой-либо температурой, а несет в себе лишь кинетическую энергию, которая измеряется термометром как теплота (очень неточным термометром является поверхность нашего тела вместе с нервной системой).

Давление воздуха возникает в результате движения молекул. Каждая молекула, ударяясь об имеющуюся на её пути преграду, передает свой толчок. Сумма толчков молекул и есть давление. На уровне моря давление воздуха равно 1 атмосфере, то есть 1 кг на квадратный сантиметр поверхности преграды.

Зная, что такое давление и температура воздуха, выясним теперь, почему же нагревается наш насос.

При вдвигании поршня в цилиндр насоса количество молекул, находящихся в воздухе и движущихся с некоторой средней скоростью, вынуждено занять гораздо меньший

объем. Молекулам становится тесно. Они начинают чаще наталкиваться одна на другую, энергичнее и чаще стучаться о стенки насоса. Чем больше сжимается газ, тем сильнее его молекулы добиваются своих прав на свободное и беспрепятственное движение. Это ощущается термометром или просто рукой человека как повышение температуры газа. Горячий газ вполне можно назвать агрессивным.

Рассуждая аналогично, нетрудно прийти к заключению, что при разряжении воздуха температура его понижается. Это можно проверить, приставляя палец к ниппелю камеры при выпускании воздуха. Ниппель будет холодный.