Техника твоими руками - [5]
Лучи солнца проходят сквозь стекло, и принесенное ими тепло как бы застревает под этим стеклом. Вода в баночке сильно нагревается.
На этом принципе устроены большие нагревательные приспособления, которые нагревают воду для нужд сельского хозяйства, для бытовых целей и т. д. На этом же принципе устроены и парники для выращивания растений весной, когда наружный воздух еще недостаточно теплый.
ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ
И сейчас еще порою встречаются горе-изобретатели, которые пытаются создать так называемый вечный двигатель.
Эти люди находятся явно в неладах с физикой. Они не понимают, что энергия никогда и никуда не исчезает и из ничего не возникает. Она лишь переходит из одного вида в другой.
Если взять кусок железной проволоки толщиной в 2–3 миллиметра и начать его быстро сгибать и разгибать, то через несколько мгновений место сгиба сильно нагреется. Механическое трение частичек металла друг о друга перешло в тепло.
При забивании гвоздя шляпка его от ударов молотка становится горячей.
Это мы имели дело с переходом механической энергии в тепловую.
А теперь рассмотрим случай перехода тепловой энергии в механическую.
Укрепите на острой, загнутой проволочке над горящей электрической лампочкой бумажный пропеллер со слегка загнутыми в разные стороны лопастями.
Лампочка нагревает воздух, и он, поднимаясь вверх, вращает нашу крыльчатку.
А если бы нам удалось замерить затраченную и вновь полученную энергию, мы бы убедились, что их количества равны.
На точных лабораторных приборах не раз с успехом доказывалось, что определенному количеству механической энергии соответствует точно такое же количество тепловой энергии, и наоборот.
Существует много разных видов энергии, и всегда, когда один ее вид переходит в другой, действует великий закон — закон сохранения энергии.
БОГАТЫРЬ В НАПЕРСТКЕ
Для того чтобы продемонстрировать могущество пара и показать, как его энергия давит на поршень паровой машины, проделайте такой опыт.
Укрепите на проволочной подставке наперсток. Налейте в него до половины воды и плотно заткните пробкой. Под наперсток подведите горящую свечу и отойдите в сторону. Вода закипит и вышибет пробку.
Поршневая паровая машина работает по тому же принципу, но отличается тем, что для получения пара существует специальный котел. Из котла пар поступает в цилиндр машины, давит на поршень; поршень, двигаясь то в одну, то в другую сторону, совершает возвратно-поступательные движения, приводит с помощью шатунно-кривошипного механизма во вращение вал с насаженным на него маховиком. А уж с вала механическую энергию можно брать для любой работы.
Но в нашей промышленности все больше и больше находит применение другой вид паровой машины — паровая турбина. Паровые турбины более выгодны, чем поршневые машины. В отличие от поршневых машин в турбинах получается только вращательное движение.
Очень упрощенную модель паровой турбины мы сейчас и сделаем.
Паровым котлом для нашей турбины будет служить обыкновенный чайник.
Из круглой палочки изготовьте пробку-втулочку, укрепите в ней резиновую или металлическую тонкую трубку и вставьте втулочку в носик чайника как пробку (в случае надобности можно обмотать место соединения изоляционной лентой). Налейте в чайник воду с таким расчетом, чтобы она не перекрывала отверстия носика внутри чайника..
Котел готов.
Теперь из тонкой жести вырежьте кружок диаметром 5 сантиметров, прорежьте по направлению к центру 20–25 прорезей. До центра не доходите на расстояние 1 сантиметра. Получившиеся секторы поверните плоскогубцами. Их верхние края должны быть почти перпендикулярны к плоскости кружка, Это будет ротор нашей турбинки.
Наденьте ротор на тонкий гвоздь (ось) и закрепите его каплей олова.
Ось укрепите в подшипниках так, чтобы трение было ничтожным.
Конец трубки, идущей от носика чайника, установите около лопаток ротора. Когда чайник закипит, подложите под его крышку сложенный вдвое листок бумаги и нажмите через полотенце на крышку. Из трубки с силой начнет бить струя пара, и ротор будет быстро вращаться.
Выбрать лучшее положение струи пара по отношению к лопаткам ротора можно заранее: возьмите тонкую трубку и, дуя в нее, передвигайте ее под разными углами к лопаткам.
РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ
Двигатель обыкновенного автомобиля отличается от паровой машины тем, что источник энергии — топливо— сгорает не где-то отдельно в топке котла, а прямо в рабочем цилиндре. Такой двигатель называется двигателем внутреннего сгорания. Расширяющиеся в цилиндре газы давят на поршень, а он, как и в поршневой паровой машине, совершая возвратно-поступательное движение, заставляет вращаться вал с маховиком.
На смену поршневым двигателям внутреннего сгорания сейчас идут более выгодные газовые турбины. В газовой турбине, как и в паровой, нет надобности превращать один вид движения (возвратно-поступательное) в другой (вращательное).
Еще более просто устроены реактивные двигатели, в которых нет ни поршней, ни вращающихся турбин. Движется сам двигатель, увлекая за собой самолет или ракету, на которых он установлен.
Принцип реактивного двигателя можно понять, проделав следующий опыт.
