Леонид Гальперштейн - Здравствуй, физика!

По этой же самой причине оставляют зазоры на стыках рельсов железной дороги. Казалось бы, эти зазоры только мешают, создают лишнюю тряску и шум. Чтобы поезда шли спокойнее, рельсы после укладки сваривают в длинные «плети», по нескольку штук в каждой. Но сварить в одну плеть все рельсы на всем протяжении дороги нельзя. Их либо порвет зимой, либо выпрет, изогнет в дугу в жаркий летний день!

В толстую чурку забей гвоздь и поставь ее на противень, как показано на рисунке. Снизу к этому длинному гвоздю прилепи стеарином или воском несколько маленьких гвоздиков. Под шляпку гвоздя подставь горящую свечу.

Смотри: вот отвалился один гвоздик… другой… третий… Строго по порядочку, по очереди. Сначала самый близкий к огню, потом все дальше, дальше…

Значит, тепло передается по гвоздю от нагретого конца к холодному. И передается постепенно.

Когда гвоздь остынет, выдерни его и в оставшееся отверстие вставь лучинку. Повтори тот же опыт с ней. Картина будет совсем другая! Конец лучинки загорится, а гвоздики будут держаться по-прежнему. Выходит, что дерево проводит тепло гораздо хуже, чем железо.

Если есть у тебя подходящая по толщине стеклянная палочка или трубка, повтори опыт с ней. Она, конечно, не горит, но тепло проводит не лучше дерева.

Сначала грани стакана заклей изнутри полосками белой и черной бумаги. Стакан стал полосатым, словно зебра! В этот стакан нужно поставить свечку, да так, чтобы стояла точно посередине. Для этого заготовь несколько картонных кружков такого диаметра, чтобы как раз входили в стакан. В середине каждого кружка прорежь круглое отверстие по размеру свечки. Чтобы отверстия были точно в середине, их надо вычерчивать циркулем из того же центра, из которого ты чертил окружность кружка.

К стакану снаружи приклей стеарином гвоздики. К каждой грани гвоздик. И все на одной высоте. Скажем, на 2 см ниже края. Приклеивать удобно, держа стакан горизонтально в левой руке, а правой прикладывая гвоздик, окунутый шляпкой в стеарин, каждый раз к верхней грани. Сосчитай, сколько ты наклеил гвоздиков. Обычно у стакана восемь граней, значит, и гвоздиков будет восемь.

Теперь все готово, опыт можно начинать. Поставь стакан на тарелку, вложи в него картонные кружки, а в них аккуратно вставь кусок свечи такой высоты, чтобы фитиль немного не доходил до края стакана. Зажги свечу и следи, что будет дальше.

Проходит минута, другая… Все тихо. Но вот — щелк! Упал в тарелку первый гвоздик. Щелк, щелк! Второй и третий. Щелк! Четвертый.

Довольно, гаси свечу. Половина гвоздиков осталась на стакане, не успела отклеиться. И смотри, как интересно: все они остались на белых гранях. А от черных отвалились! Почему?

Свеча здесь нагревала стакан не так, как она нагревала длинный гвоздь в предыдущем опыте. Пламя не лизало стекло. Стакан нагревался просто потому, что на него падали лучи от свечки. Таким способом, например, Солнце нагревает нашу планету. И летом, когда солнечных лучей падает больше всего, тебе говорят: одевайся в белое! Не носи черную одежду, в ней жарче!

Белый цвет отражает падающие на него лучи. А черный их поглощает. Потому-то черные грани и нагрелись быстрее, и гвоздики от них отклеились в первую очередь.

Как его нагреть? Да набери в большую кастрюлю и принеси в кухню. В кухне тепло, и снег начнет таять. Налей немного воды на табуретку и поставь кастрюлю в эту лужицу. Через некоторое время попробуй кастрюлю приподнять. Примерзла? Конечно, нет. Ведь в кухне тепло, и снег даже в самой кастрюле тает. Ну, а если помешивать снег в кастрюле палочкой? Хоть скалкой, хоть оглоблей. Все равно не примерзнет.

Но есть все-таки способ приморозить кастрюлю. Брось в нее полную горсть соли. Теперь, если ты хорошо помешаешь да при этом не будешь сдвигать кастрюлю с места, она примерзнет! Снег в кастрюле будет таять по-прежнему, но под ее дном образуется лед.

Не правда ли, таинственный опыт? Но тайна легко разъяснится, если у тебя есть уличный термометр, то есть такой, который показывает не только плюсовые, но и минусовые температуры. Опусти его в кастрюлю так, чтобы шарик касался снега. До прибавления соли термометр стоит на нуле. Так и должно быть, ведь именно температуру тающего снега и льда условились считать нулевой. А вот после прибавления соли термометр покажет уже минусовую температуру. Если, например, к тремстам граммам снега добавить сто граммов соли, смесь будет таять при 18° ниже нуля! Ясно, что при такой температуре чистая вода под кастрюлей замерзнет.

Ты, может быть, видел, как в больших городах в гололед тротуары посыпают солью. На улице мороз, но лед на тротуаре начинает таять! А то еще золой посыпают. В ней тоже содержатся различные соли. И лед превращается в мокрую, грязную кашу.

Из консервной банки сделай треножник, как на нашем рисунке. Из листа плотной бумаги сложи коробку и закрепи ее углы канцелярскими скрепками. Налей в коробку немного воды и поставь ее на треножник, а снизу подставь зажженную свечу. Все это сооружение должно стоять на сковороде.

Пламя свечи лижет дно бумажной кастрюли. Сейчас, сейчас кастрюля прогорит и вода выльется! Но… ничего подобного не происходит. Скоро вода закипает, а бумага все еще целехонька. И только когда вся вода выкипит, бумажная кастрюля вспыхнет и обратится в пепел.

Выходит, что кипящая вода как-то охлаждает бумагу? Да, это так. Если бы у тебя был подходящий термометр, ты бы мог убедиться, что пока вода кипит, ее температура не поднимается выше 100°. Именно температуру кипящей воды условились считать за 100°.

Ну, а бумага при такой температуре еще не загорается Кипящая вода отнимает у нее лишнее тепло.

Если даже вода не кипит, а просто испаряется, это все равно создает холод. Попробуй облить руку теплой водой — ей сразу станет холодно, особенно на ветру.

В Древнем Египте, для того чтобы получить в жару холодную воду, пользовались интересным способом. Воду наливали в пористый сосуд. Вода медленно просачивалась сквозь поры, сосуд «потел». Просочившаяся вода испарялась. А для того чтобы испарение шло сильнее, к сосуду приставляли раба с опахалом. Раб создавал ветер, испарение усиливалось, и вода в сосуде охлаждалась довольно быстро. Сосуд «потел» в кавычках, бедняга раб потел по-настоящему. Но он при этом вырабатывал холод!