Юный техник 1977-09, страница 36

гревать при нормальном атмосферном давлении до 200° С, и она не закипала, хотя с поверхности шло интенсивное испарение. Здесь экспериментаторы несколько приблизились к идеальной жидкости теоретиков. Стоит только ввести в такую перегретую жидкость какие-нибудь твердые крупинки или слегка встряхнуть ее, как происходит настолько бурное вскипание, что вода выплескивается из сосуда.

В технике всегда стараются избегать такого перегрева. Ведь вместе с жидкостью перегревается и та установка, которую нужно охлаждать.

Приходится все время измерять величину перегрева и регулировать режим. Система охлаждения становится сложной и громоздкой. Но, к счастью, еще в XVIII веке подметили, что трещины, впадины и другие неровности на стенках сосуда облегчают зарождение паровых пузырьков. Правильно подобранный рельеф охлаждаемой поверхности — вот что может обеспечить нормальный режим кипения при любых перегревах.

Радисты не замедлили этим воспользоваться. К своим электронным лампам они приделали металлические ребра и сразу избавились от неустойчивых режимов кипения, от перегревов ламп и аварий. С этого момента в электронике больших мощностей появились триоды с испарительным охлаждением, названные вапотро-нами. На поверхность первых промышленных вапотронов попросту напаивались массивные медные шестерни, зубцы которых и создавали нужный рельеф. В углублениях между зубцами появлялись наиболее благоприятные условия для образования пузырьков.

РАЗДУВАЙСЯ, ПУЗЫРЬ!

При переплавке чугуна и металлического лома в мартеновских печах внутри жидкого металла об

разуются пузырьки окиси углеро- I да. По мере кипения они всплывают, количество углерода в расплаве уменьшается, и чугун превращается в сталь.

Разлитая в изложницы сталь продолжает кипеть. Если не удалить из нее весь газ, то после за- | твердевания получится слиток с внутренними пустотами. Нужно ли удивляться тому, что металлурги II пытаются выявить закономерности 1 возникновения и движения пузырь- 1 ков. И, конечно, удобнее всего I проводить такие исследования не j в расплавленном металле, а в про- I зрачной кипящей жидкости.

Чтобы возникший при кипени? I сверхмикроскопический пузырек • не исчез сам собой, должны выполняться, по крайней мере, два условия (рис. 2). Прежде всего давление пара внутри него должно , уравновешивать давление жидкости, которое складывается из I внешнего атмосферного и так на-] зываемого капиллярного давления,] обратно пропорционального размерам пузырька (кривая 1). Но этого мало. Нужно еще, чтобы коли-1 чество молекул, испаряющихся из! жидкости в пузырек, было равно количеству молекул, конденсирующих из пара на стенках пузырька (кривая 2). Значит, для роста пузырьков нужно понижать внеш- I нее давление или подогревать ' жидкость. При температуре кипения давление пара как раз равно внешнему атмосферному, а в жидкости образуется тонкий перегретый слой, прилежащий к поверхности нагревателя. Паровые пу- j зырьки в нем стремительно растут. В воде, перегретой на 10^е, микроскопический невидимый пузырек за сотую долю секунды увеличивается во много десятков раз. Это явление используется в физике для регистрации элементарных частиц. Ионизирующее излучение, как и пузырьки газа, спо- i собствует вскипанию жидкости. | Если в перегретую жидкость попадет заряженная частица, то на пути ее пролета возникает миоже-

34