Горизонты техники для детей, 1964 №12

Давайте мы с вами, ребята, постараемся ответить на интересующий Богдана вопрос.

Как вы уже знаете, каждое вещество плавится или кипит в определенной температуре. Вода закипает при 100 °C, лед расплавляется при 0 °C. Каждое тело имеет две таких температуры.

Однако эти температуры для данного тела (например, воды) не постоянны и зависят от многих условий. В частности, если изменяется давление, меняется и температура плавления.

Однажды знакомый мне фоторепортер рассказывал о полете на самолете. В дорогу он захватил термос с горячим чаем. Поднявшись высоко, ему захотелось согреться. Репортер открыл термос, и каково было его удивление, когда он заметил, что чай в термосе кипел! Температура чая ведь давно уже была ниже 100 °C.

Мой знакомый забыл, видимо, законы физики: чем выше над землей, тем меньше давление воздуха и ниже температура кипения.

Читатели нашего журнала знают, что каждое тело состоит из частиц, которые непрерывно движутся. Частицы жидкости тоже движутся в пространстве, занятом ею. С повышением температуры ускоряется движение этих частиц. При сильном нагреве скорость становится настолько большой, что многие частицы могут вырваться из окружения таких же частиц-близнецов и уйти в атмосферу. Если атмосферу над поверхностью жидкости сильно сжать, то есть сгустить частицы газа над жидкостью, то уже не каждой частице жидкости удастся ворваться в плотные ряды частиц газа (атмосферу. Итак, например, для кипения жидкости при повышенном давлении газа над её поверхностью надо жидкость нагреть сильнее, чем при нормальном давлении.

Хорошо известно и другое явление: при повышении давления даже при высокой температуре газ превращается в жидкость. Водяной пар под давлением конденсируется в капельки воды.

Судя по этому можно утверждать, что чем выше давление, тем легче переходит жидкость в твердое состояние и тем труднее (при более высокой температуре) твердое тело расплавляется, переходя в жидкость. Для большинства веществ это справедливо. Однако нет правила без исключения. Таким исключением является, в частности вода.

Вы уже знаете, что если воду охлаждать до температуры +4 °C, она сжимается, а при дальнейшем охлаждении начинает расширяться. Мало того, даже замерзая, она расширяется. В противном случае в природе случилось бы что-то страшное: образовавшийся на дне лед убил бы весь животный и растительный мир рек, озер, прудов, морей и океанов.

Поведение замерзающей воды мы не будем сегодня рассматривать. Для нас важно другое. При повышении давления лед тает легче, то есть тает даже при такой температуре, при которой он в обычных условиях нормального давления был бы твердым телом.

Когда вы стоите на коньках, вся тяжесть тела давит на узенькую полоску льда. Лед плавится от прикосновения острия коньков, несмотря даже на сильный мороз. Можно сказать, что коньки стремятся уменьшить объем льда, а ведь именно при уменьшении объема (а не как для других тел — при увеличении) лед превращается в воду.

Итак, под коньками образуется тонкий слой воды, который как бы «смазывает» лед. Ехать по такой поверхности легко, совершенно так же, как вал будет легко скользить по смазанной маслом поверхности подшипника скольжения.

А почему же санки не скользят по льду так хорошо, как коньки?

Полозья санок имеют большую поверхность, чем коньки. Они давят на лед гораздо слабее, а это давление недостаточно для того, чтобы образовался слой «смазывающей» воды.

Совсем другое дело, если санки поставить на неровную поверхность, замерзшую после оттепели. Полозья будут касаться льда только в нескольких местах, являющихся выпуклостями глыб или замерзших комков. Поверхность соприкосновения будет слишком малой, а давление веса санок и пассажира будет вполне достаточным для возникновения водяной «смазки».

Вам, ребята, я, однако, не советую кататься по замерзшим глыбам. Убедился в опасности такого катания и Богдан, когда при первом же спуске чуть не разбился.

Роман Выжиковский

В семье Ковальских был такой обычай: каждое воскресенье после обеда дедушка рассказывал внуку Юреку всякие интересные истории. Сегодняшнее воскресенье было особенным. Дедушка Войтек уже с утра одел свой праздничный железнодорожный костюм и, улыбаясь внуку, сказал: