Техника - молодёжи 1934-02, страница 64

Занимательная

физика

Ответы на вопросы, помещенные в М 1

62

Дальность горизонта

В конце статьи «Как далеко видно со стратостата?» предложено было несколько задач. Вот ответы:

1. Для моряка, обозревающего море с высоты 16 м, дальность горизонта равна около 14,5 км.

2. Маяк, фонарь которого возвышается на 80 м над водой, освещает море на 32 им.

3. Человек среднего роста, стоя на ровной местности, видит линию горизонта приблизительно в 4,5 км от себя.

4. Дальность .горизонта для перископа подводной лодки, поднимающегося над водой на 20 ом, равна 1 600 м.

Флаги аэростата

Если аэростат относится течением воздуха, то скорость обоих одинакова; аэростат и окружающий его воздух находятся в покое один относительно (другого. Значит, флаги должны свисать отвесно, как в неподвижном воздухе. Люди в гондоле такого аэростата ' не ощущают ни малейшего ветра, хотя бы их мчал ураган.

Дырочка в железном листе

Неправильно .полагать, что при достаточном нагревании дырочка в железном листе закроется вследствие теплового расширения. Никакое нагревание не может дать такого результата, потому что отверстия при нагревании тел вовсе .не уменьшаются, а напротив — увеличиваются. Это ясно из следующего рассуждения. Если бы дырочки не было, то заполняющее ее вещество при нагревании т$ла расширялось бы в такой же мере, .как и окружающий материал; иначе образовались бы либо складки либо зазор. Между тем известно, что при тепловом расширении всякого однородного тела никаких окладок или скважин в нем не возникает. Отсюда ясно, что лист с дырочкой расширяется так, будто дырочка заполнена железом; иначе говоря, дыра при нагревании увеличивается, как равный ей участок железного листа. Поэтому объемы со

судов, .просветы труб, всякого рода полости в телах при нагревании увеличиваются (а при охлаждении уменьшаются).

Итак добиться закрытия дырочки нагреьанием невозможно: дырочка сделается еще больше. Можно ли достигнуть этой цели путем охлаждения? Можно ли настолько охладить железный лист, чтобы дырочка в нем исчезла? Так как коэфи-циент расширения железа 0,000012, а наибольшее охлаждение равно минус 273°, то ясно, что дырочка никак не может уменьшить диаметра просвета более чем на 0,000012X 273, т. е. примерно на 0,003.

Значит, никаким изменением температуры нельзя достичь того, чтобы отверстие в твердом теле, даже самое маленькое, закрылось.

Нагревание паром

Пар, нагретый до 100°, может отдавать воде теплоту только при условии, если температура воды ниже 100°. С момента, когда температура воды и .пара сравнялась, переход тепла от пара к воде прекращается. Отсюда следует, что вода может быть нагрета 100градусным паром до 100°, но получить от такого пара скрытую теплоту, необходимую для перехода в парообразное состояние, вода не может. Значит, 100 градусным паром можно довести воду до точки кипения, но нельзя довести до состояния кипения: вода будет оставаться в жидком ваде.

Калорийность дров

Распространено мнение, будто березовые дрова гораздо «жарче» хвойных и особенно осиновых. Это верно, если сравнивать равные объемы тех и других дров: березовое полено при .сгорании дает больше тепла, чем осиновое таких же размеров. Но в физике и технике при оценке теплотворной способности топлива сравнивают не объемы, а массы. Так как березовая древесина раза в полтора плотнее осиновой, то не следует удивляться, что калорийность березо

вых дров, несмотря на меньшии объем березовой древесины, оказывается одинаковой с калорийностью осиновых. .Вообще килограмм древесины, независимо от .породы, развивает при сгорании одинаковое количество тепла (если только процент содержания влапи в них одинаков).

Итак .береза кажется нам «жарче» осины только потому, что в обиходе мы сравниваем неодинаковые массы этих веществ: берем бе^г вой древесины больше, чем счйу- £ вой.

Любопытно, что соотношение цен на дрова довольно близко отвечает отношению удельных весов различных пород. Покупая дрова, мы приобретаем поэтому на каждый рубль одно я то же число калорий, независимо от породы.

Однако, если разные порЕ^Ды дров при одинаковом весе равно ценны в смысле количества теплоты, выделяемой при горении, то они все же не вполне равноценны как топливо. Для паровых котлов важна не только теплотворная способность топлива, но и быстрота его сгорания. На некоторых заводах (например стекольный) быстро-горящие осиновые и сосновые дрова предпочитают другим пороДам. Напротив, в наших комнатных печах медленно .горящие дрова тяжелых пород .греют лучше быстро сгорающих легких пород.

Красный сигнал

Красные лучи имеют большую длину волн и рассеиваются в воздухе слабее лучей иных цветов. Лучи красного цвета проникают поэтому дальше, нежели .всякие другие. А дальняя видимость сигнала остановки на транспорте — обстоятельство первостепенной важности: чтобы успеть остановить поезд, машинист должен начать торможение на ■ значительном расстоянии от препятствия.

Другая причина выбора красного цвета для сигнала остановки заключается в большей чувствительности нашего глаза к этой окраске, нежели к синей или зеленой.