Юный техник 1974-11, страница 82

ладает стержень, тем быстрее расплавятся шарики.

Опыт можно провести и иначе. Заготовьте несколько цилиндров из различных металлов так, чтобы сечение и вес у всех цилиндров были одинаковыми. Цилиндры поместите в сосуд с кипящей водой. Рядом с сосудом расположите ровную плиту из пластилина. Если вы теперь расставите нагретые цилиндры на плите, то глубина погружения каждого из них в пластилин будет различной. Чем больше теплоемкость материала, тем глубже он погружается.

Опыты просты и наглядны, но имеют и существенный недостаток — требуют предварительной подготовки. А во г учебное пособие, не требующее никакой подготовки. Его предложили Л. К. Дереза и Б. С. Тульчинский из Подмосковья.

В основу устройства положено свойство парафина изменять свою оптическую плотность при нагреве. Высокая плоская коробка 1 разделена перегородками 2 на три замкнутые ячеики. Объем каждой ячейки около 40 см³. Коробка заполнена твердым парафином 3. По центру каждой ячейки вертикально расположены пластины 4, изготовленные из материалов с различной теплоемкостью и теплопроводностью. Пластины закреплены в крышке коробки 5 и оканчиваются приемными воронками 6. В верхней части коробки укреплен медный стержень 7, наружная поверхность которого покрыта термоизоляцией 8 (асбест. слюда и т. д.). Над воронками в стержнях сделаны глухие отверстия 9, ось которых перпендикулярна их продольной оси. В отверстия положены одинаковые по диаметру и по весу шарики 10. Материал шариков тот же, что и у пластин под ними. Медный стержень снабжен нагревателем 11 (нихро-мовая спираль) и вращается с помощью рукоятки 12.

Работает прибор так. Включите нагреватель — медный стержень нагреется, и вместе с ним нагреются и шарики. Так как температура медного стержня по длине практически постоянна и одинакова, то шарики приобретают одинаковую температуру, хотя запасают различное количество тепла благодаря различной теплоемкости. Теперь отключите нагреватель и поворотом стержня (вокруг оси на 180°) сбросьте шарики в приемные воронки. Там они отдадут запасенную тепловую энергию пластинам. Пластины, нагреваясь, расплавят окружающий парафин, и он станет прозрачным.

Очевидно, что скорость расплавления парафина вокруг пластин в направлении сверху вниз будет пропорциональной теплопроводности металлов, из которых изготовлены пластины. С другой стороны, общий объем расплава зависит от количества тепла, переданного шариками стержням, то есть пропорционален теплоемкости материала шариков. Поскольку корпус пособия изготовлен из оргстекла и имеет малую толщину, переход парафина из твердого в жидкое состояние, сопровождающийся резким изменением прозрачности, хорошо наблюдается. При этом в начале опыта демонстрируется различная теплопроводность, а в конце опыта (после остывания шариков) делается наглядный вывод о величине теплоемкости того или иного металла.

Теплопроводность материала корпуса низка, следовательно, фазовый переход парафина из твердого в жидкое состояние в каждой ячейке происходит лишь за счет теплоты, передаваемой пластине шариком.

После затвердевания парафина опрокиньте корпус и поверните стержень — шарики установятся в первоначальное положение.

П. ПЕТРОВ

78