Амос Фрайс - Химическая война

Когда электрический ток включен, около одной трети частиц немедленно изменяют свое направление, устремляясь, приблизительно в равном количестве, противоположные стороны к обоим электродам. Если ток пущен в обратном направлении, движение частиц становится обратным, и, если пускается в ход коммутатор, частицы начинают правильно колебаться. Иногда бывает видно, что частицы сливаются и становятся нейтральными, вследствие чего колебания прекращаются.

Рис. 88.

Измерение частиц дыма при помощи ультра-микроскопа.

При измерении концентрации дыма требуется определение следующих свойств:

Плотность . Плотность дыма является величиной, обратной толщине дымового слоя, выраженного в футах, необходимого для затемнения наблюдаемой световой нити. Таким образом, если тесть футов дыма плотности 2,0 могут закрыть нить электрической лампы, то при толщине дыма в четыре фута плотность его была бы равна 3. Правильность этого заключения явствует из того, что при смешении определенного веса стойкого дыма с воздухом произведение об'ема на плотность всегда остается постоянной величиной. Сколько-нибудь заметные отступления от этого правила могут быть приняты за показатель того, что частицы дыма подверглись изменению, происходящему в большинстве случаев от испарения.

Сила полного затемнения . Об'ем дыма, полученный от единицы веса взятого материала, является вторым фактором при определении качества дыма. Произведение об'ема единицы веса на плотность представляет реальную меру пригодности дыма и называется силой полного затемнения (total obscuring power = T. О. Р.) дыма. Если об'ем выражен в кубических футах, а плотность в обратной величине футов, то единица Т. О. Р. выражается квадратными футами на фунт. Это значит, что она показывает число квадратных футов дымовой стены, полученной из 1 фунта затраченного материала и достаточно толстой для того, чтобы закрыть находящуюся позади нее световую нить. Сила полного затемнения для некоторых типичных дымов указана ниже:

При всех измерениях плотности, а поэтому и силы Т. О. Р., должна приниматься во внимание скорость горения . Если медленно горящее вещество сравнивать с веществом быстро горящим, то прежде чем дым первого успеет достигнуть своей максимальной плотности, значительная часть его дыма может осесть во время горения Сравнение силы Т. О. Р. имеет значение только для дымовых смесей одинакового типа и приблизительно в одинаковых количествах.

Существует два способа измерения интенсивности дымовых облаков. Первый способ есть дымовая коробка; в ней сила затемнения измеряется непосредственно расстоянием, на котором нить лампы становится невидимой от дыма. Второй способ — измеритель Тиндаля, при помощи которого измеряется интенсивность рассеяния света дымом.

Первые измерения интенсивности дыма были сделаны Рингельманом (Revue Technique 19, 226), который придумал хорошо известную, носящую его имя, таблицу, предназначенную для определения плотности черного дыма, выходящего на известном расстоянии из трубы. Первыми исследованиями для военных целей мы обязаны Бертрану, произведшему много опытов при помощи своей "опациметрической комнаты". Последняя представляла собой залу в 23 × 14 × 3,6 метров с 7 окнами. Входом в нее служили две двери, некоторых одна была снабжена 3 окулярами, диаметром в 2 cm . На другой двери, расположенной против первой, было повешено несколько черных значков. Шесть пар колонн размещено в комнате на измеренном расстоянии друг от друга. Когда зала наполняется дымом, сделанные из черной бумаги значки остановятся невидимыми в первую очередь, затем затемняется дверь и, наконец, попарно колонны.

Все эти предметы становятся видимыми в обратном порядке, и в качестве меры интенсивности дыма Бертран принимал время, протекавшее между моментом взрыва и появлением дальней двери.

Дымовая коробка . Дымовая коробка употреблявшаяся Военно-Химической Службой, представляла собой деревянный, плотно пригнанный ящик, через который проходил подвижной медный стержень, с прикрепленной к его концу малой 25-уаттной лампой Мазда. Плотность дыма, введенного в коробку, определялась продвижением лампы вперед или назад до тех пор, пока не находилась точка, в которой наблюдатель, смотрящий через стеклянное оконце, едва мог различать рисунок нити лампы, причем внешний свет заслонялся черным покрывалом. Толщина слоя дыма между стеклянным оконцем и лампой принижалась за меру плотности дыма. Для полевых испытаний была сконструирована коробка более крупного размера 6 × 8 × 8 фут (288 кубических фут). Источник света передвигался по линии, соединявшей середины противоположных стенок коробки. Для обеспечения большего однообразия в распределении дыма был устроен вентилятор с 18-дюймовыми крыльями, дававший от 60 до 250 оборотов в минуту. При помощи этого прибора получались результаты, указывавшие первоначальную плотность дыма и его устойчивость.

Измеритель Тиндаля . Измеритель Тиндаля был первоначально конструирован для изучения дымов и туманов. Тольман и Флит приспособили его для целей химической войны и пользовались им при изучении свойств дымов.

Аппарат (рис. 89) состоит из электрической лампы, конденсирующей линзы, дающий пучок параллельных лучей, проходящих через диафрагму и иллюминометра Макбета, служащего для измерены силы лучей Тиндаля. В случае, если вещество представляет собой эмулсию или раствор, оно вводится в цилиндрическую стеклянную трубку, в то время как дым и туман пропускаются непосредственно через аппарат. В одной из длинных закрытых трубок происходит поглощение света после его прохождения через рассеивающую среду; другая трубка служит для образования темного заднего фона при наблюдении луча Тиндаля. Методы измерения указаны в журнале Американского Химического Общества (J. Am. Chem. Soc. 41, 299).

Рис. 89.

Измеритель Тиндаля.

1. Иллюминометр "Макбет".

2. Диафрагма.

3. Собирающая линза.

4. Иллюминометр "Макбет".

5. Резиновые обоймы.

6. 6½ ″ стойки.

7. Стеклянный диск.

8. Резиновая пробка.

9. Пучок Тиндаля.

10. Глухая труба.

11. Сургуч.

12. Глухая труба.

Третий способ анализа дыма заключается в употреблении электрического преципитатора. Этот аппарат представляет собой видоизмененный осадитель Котреля с проходящей по середине его проволокой, играющей роль катода и окруженной цилиндрическим листом фольги в качестве анода (рис. 90). Анализируемый дым прогоняется через аппарат с известной скоростью, и частицы его осаждаются на фольге при помощи постоянного тока высокого напряжения. Определение концентрации производится взвешиванием фольги до и после осаждения.