Тепловой двигатель точки Кюри

18 августа 1766 года в Барнауле был введен в строй паровой двигатель, не имевший на тот момент равных по своей мощности, созданный гениальным русским изобретателем Иваном Ползуновым.

Он развивал целых 32 лошадиных силы за счет применения двух цилиндров, работающих на один вал, и поэтому не требовал дополнительного гидравлического привода, а значит, мог использоваться вдали от рек. В то время это было огромным прорывом!

Сам же Ползунов даже не успел испытать чувство триумфа от успешной работы своего детища, поскольку умер от туберкулёза в возрасте 38 лет - за неделю до запуска двигателя.

Без Ползунова его смогли поддерживать в работоспособном состоянии всего 3 месяца, после чего он вышел из строя. Найти других специалистов, которые бы сумели его отремонтировать не удалось (а возможно никто особо и не стремился их искать) и машина Ползунова была разобрана.

Существует в физике такое интересное нечто, как капля Руперта, представляющая собой просто кусок стекла в виде большой капли. 

Что же в ней такого интересного? А то, что она способна выдержать вес, эквивалентный 40 тоннам! Прочность данной стекляшки запредельная.

Более того - если выстрелить из пистолета в каплю Руперта, то пуля разобьется о стекляшку и превратится в мелкие кусочки металла!

Объяснить, почему так капля ведет себя, нетрудно. Дело в том, что капли Руперта изготавливают путем резкого охлаждения капель стекла. Технология довольно трудна, чаще всего такие капли тут же разваливаются. 

При резком охлаждении в стекле образуется существенное механическое напряжение, сосредоточенное в самой капле. Именно оно противостоит всем внешним факторам, которые пытаются каплю разрушить.

Я думаю, вы заметили, что у каждой капли Руперта есть хвостик. Если его надломить, то механическое напряжение высвободится, и капля разлетится в крошку

P.S. По всем вопросам - Alexjuriev3142@gmail.com
P.P.S. Модераторам за отложенную публикацию - респект!!!

В начале 20 века румынский судебный доктор Николае Миновичи решил узнать, что же происходит с людьми во время нахождения в петле. С этой целью он предпринял несколько попыток самоповешения с помощью ассистентов.

Описывая свои ощущения, врач констатировал: «Как только ноги оторвались от опоры, веки мои судорожно сжались. Дыхательные пути были перекрыты настолько плотно, что я не мог сделать ни вдоха, ни выдоха. В ушах раздался какой-то свист. Я уже не слышал голоса ассистента, натягивавшего шнур и отмечавшего по секундомеру время. В конце концов боль и недостаток воздуха заставили меня остановить опыт. Когда эксперимент был закончен, я спустился вниз и из глаз моих брызнули слезы».

После опыта у Миновичи больше 10 дней отмечались боли при глотании, мучила жажда, а след от петли был заметен в течение всей последующей недели.

Давайте пронаблюдаем очень интересный эффект. 

Суть эффекта относительно проста. Если разогреть металлическую поверхность и капнуть на нее водой, то произойдет пшик, и капля испарится. Однако если сильно разогреть поверхность, то вместо испарения капля начнет непрерывно бегать по поверхности металла.

Причина такого поведения относительно проста. Если поверхность металла действительно сильно разогрета, то между каплей и металлом мгновенно испаряется небольшой слой воды и создается паровая прослойка. Эта прослойка изолирует каплю от металла, позволяя ей, во-первых, долго не испаряться ввиду отсутствия прямого контакта, а также собираться в почти идеальный шарик, поскольку молекулы воды притягиваются только друг другом, и отсутствуют силы межмолекулярного притяжения со стороны металла. 

Но в целом запомним главное. Некоторые предметы являются настолько горячими, что не могут охладиться, создавая вокруг себя изолирующую паровую прослойку. В этом и заключается суть эффекта. 

Существует еще красивая демонстрация. Если шарик сильно нагреть и опустить в воду, то вокруг шарика образуется и удерживается паровой пузырь.

В определенный момент шар остывает, и паровая прослойка практически 'взрывается' кипением. 

Также данный эффект позволяет совершать физикам буквально безумные опыты! 
Вот на видео молодой человек открытой рукой расплескивает жидкий металл.

Вот на видео молодой человек сует руку в расплавленный свинец.

+ А вот на видео молодой человек сует руку в жидкий азот.

Во всех случаях здоровье этих людей защищает образующаяся вокруг кожи воздушная прослойка, возникающая из-за великого и могучего эффекта Лейденфроста.

Убедительная просьба! Не повторяйте эти опыты без соответствующей подготовки! А если уж решитесь повторять - включите заранее запись видео! :)

Сегодня демонстрирую видео от автора, без которого подборка хороших физиков просто не может существовать - Павел Андреевич Виктор с одноименного канала. Меня в Павле Андреевиче многое что восхищает и удивляет, однако самым интересным с точки зрения физики я считаю его уникальную способность демонстрировать различные физические явления на очень простых, но при этом довольно неординарных опытах.

Если вы заглянете на ютуб, то по тепловому расширению тел есть миллиард видео с одним дубовым экспериментом - шарик и колечко. 

В холодном состоянии шарик проходит сквозь колечко, в горячем нет, что и демонстрирует тепловое расширение тел, то есть, увеличение объема тела при нагреве.

Однако Павел Андреевич всегда находит свои способы продемонстрировать различные явления. 

На видео показан эксперимент с расширяющимся от нагревания стержнем. В качестве индикатора расширения используется игла со стрелкой. При расширении стержень прокатывается, вращая при этом иглу.

Когда двигатели сняты с пилонов, центр тяжести самолета может оказаться позади основных стоек шасси и самолет опрокинется на хвост. Чтобы этого не произошло на пилоны ставят такие балласты по весу равные двигателю.
Иногда, когда балластов нет, в переднее багажное отделение загружают паллеты с грузом. На А330 такой трюк сработает, но вот на А320 нет. Масса его двигателей больше максимальной вместимости переднего багажного отсека. Сосредоточить всю нагрузку на расстоянии максимального плеча тоже не получится из-за предельной нагрузки на пол грузового отсека.

Радиальный дизельный двигатель Nordberg с 12 цилиндрами, рабочим объёмом 29 556 кубических дюймов (484,3 л) и мощностью около 2000 л.с. (1500 кВт), имел центрально расположенный топливный инжектор в каждой головке цилиндра.

В отличие от традиционных рядных стационарных двигателей, горизонтальное расположение цилиндров радиального двигателя Nordberg обеспечивало вертикальное положение выходного вала, что делало его идеальным для насосных установок.

Изначально разработанный для выработки электроэнергии при электролизе алюминия, радиальный двигатель отличался компактной конструкцией, занимая примерно вдвое меньше места, чем эквивалентный рядный двигатель, и мог устанавливаться на более лёгкий фундамент.

Впервые представленные в 1947 году, первые радиальные двигатели Nordberg работали на искровом зажигании и использовали природный газ. Они оснащались двумя свечами зажигания на цилиндр и одним распределительным валом, управляющим газовым клапаном для смешивания природного газа с поступающим воздухом. Эти двигатели быстро завоевали репутацию надёжных и эффективных.

По мере расширения сферы применения радиальных двигателей на электростанциях и в насосных системах Nordberg разработал дизельную версию и гибридную модель Duafuel.

Двигатель Duafuel мог работать как на 100% дизельном топливе, так и на смеси, содержащей всего 5% дизеля и 95% природного газа, обеспечивая высокую топливную эффективность.

В дизельных и Duafuel-моделях распределительный вал приводил в действие топливный насос для каждого цилиндра, а дизельный инжектор располагался в центре головки цилиндра.

Посмотрим на что-нибудь простое.

В видеоматериале показывают всего лишь плавающие гири. Секрет фокуса прост - гири заставляют плавать в ртути.

Напомню, что если плотность вещества A больше плотности вещества Б, то вещество Б будет плавать в веществе А. Поскольку плотность железа меньше плотности ртути, то гири в ней замечательно плавают. Отчего бы им не плавать?

А вот плотность урана больше плотности ртути, поэтому урановый лом замечательно тонет в ртути.

И правда - отчего бы ему не тонуть?

Артикул на AliExpress ALI2351873049

Есть такое ушедшее в хронику эпох устройство под названием лампочка накаливания. Принцип работы прост - по тонкой вольфрамовой нити пропускают электрический ток. Нить раскаляется и начинает светить. Вольфрам применяется в качестве тугоплавкого металла.

Однако, если бы мы зажгли нить без колбы, то нить бы попала под влияние окружающего кислорода, который быстро бы устроил нити реакцию горения. В таких условиях нить не проживет и секунды. Для долговременной работы ее помещают в колбу, из которой откачивают воздух.
Однако изолировать нить от кислорода можно и другим способом. Зачем все эти колбы-вакуумы, если можно просто сунуть лампочку в жидкий азот?

Азот не является окислителем, поэтому вольфрам в нем не сгорает. Плюс низкая температура значительно снижает сопротивление нити, из-за чего металл меньше разрушается под действием проходящего по нему тока.

Светить, конечно, будет хуже, но когда нас это останавливало?..

Сначала рассмотрим "полноценные" стартеры - которые не требуют ещё один стартер, чтобы сначала запустить их. 

1) электростартер - просто электродвигатель, который проворачивает ДВС (напрямую или через маховик)

2) кривой стартер, пусковая рукоятка - обычно ею непосредственно крутят вал двигателя

3) c толкача, от винта, и т.п. - вращение вала двигателя через механизм, который двигатель приводит в действие

4) сжатым воздухом - давление толкает цилиндры.

5) воздушный пусковый двигатель - турбинка, раскручиваемая сжатым воздухом, усилие с которой передается на маховик двигателя

5) пороховым зарядом ("дробовой" стартер Коффмана, пиротехнический стартер и др.) Стартер соединён с одним из цилиндров. При "выстреле" в цилиндре резко повышается давление, и двигатель даёт пару-тройку оборотов.

6) шморгалка (верёвка, трос)

Переходим к способам, которые сами требуют стартер.

7) Пусковый двигатель (ПД, пускач) - бензиновый двигатель, который раскручивают до высоких оборотов и затем плавно сцепляют его с маховиком мотора.

7.1) Шморгалка -> ПД

7.2) Электростартер -> ПД

8) инерционный стартер (ИС). Он тоже не работает сам по себе  - это тяжёлый круглый маховик, который сначала раскручивается до нужных оборотов другим стартером, а потом сообщается с двигателем через диск сцепления. Используется в моторах большого литража, с которыми обычные способы невозможны либо сильно увеличат габариты и без того немаленькой силовой установки.

8.1) Электростартер -> ИС

8.2) Кривой стартер -> ИС

8.3) Стартер Коффмана + электростартер -> ИС

9) Кикстартер.

P.S. Я аж макрос написал, чтобы ускорить оформление второй половины поста. XD

Содержащимся в эфирных маслах цитрусовых. Он входит в реакцию с каучуком, из которого состоят шарики, и, поскольку оба вещества состоят из неполярных углеводородных цепей, они вступают в реакцию: лимонен начинает растворять резину.

Думаю, многим людям известны два факта: вода кипит при 100 градусах и в горах вода кипит при меньшей температуре. Можно сделать вывод, что состояние вещества зависит от двух параметров - температуры и давления.
Посмотрим на простую фазовую диаграмму. Данное изображение как раз помогает понять, как именно ведет себя вода при разных условиях.

Получается, если мы снизим давление, то и температура кипения снизится (я поставил там фиолетовую стрелочку). И наоборот - при повышении давления окружающего воздуха вода начнет кипеть при большей температуре.

Самое интересное место на этой диаграмме - тройная точка. Она достигается при температуре 0,01 градуса Цельсия и при давлении в 200 раз меньшем атмосферного (дома повторить сложновато). В этих условиях вода может находится сразу в трех состояниях - в жидком, газообразном и твердом. То есть, вода будет одновременно и кипеть, и кристаллизовываться!

На видео этот процесс показан наглядно.

P.S. Буду рад видеть вас на моем телеграм-канале с физикой.
По всем вопросам - Alexjuriev3142@gmail.com