Горизонты техники для детей, 1964 №9

Убедиться в том, что механическая энергия переходит в тепловую, можно очень просто, потирая, например, ладонью о ладонь.

Возьмем, к примеру, движущийся автомобиль, который имеет какую-то скорость и массу. Чтобы его остановить, надо лишить автомобиль его энергии, называемой кинетической (от греческого слова КИНЕТИКОС, что означает движущийся). Но ведь энергию нельзя уничтожить; её можно только перевести из одного состояния в другое. Здесь, в данном случае, нам на помощь приходит процесс перехода механической энергии в тепловую. Тормоза, нагреваясь от трения неподвижной и подвижной поверхностей, отдают тепловую энергию в окружающую атмосферу.

Несравнимо большее значение в практике имеет превращение тепловой в механическую энергию. Огромное количество паровых двигателей и двигателей внутреннего сгорания превращают тепловую энергию, содержащуюся в горючем, в механическую.

Превращение тепла в работу — это довольно сложный процесс. Работу превратить в тепло можно всегда, а тепло в работу — только при определенных обстоятельствах.

Прежде чем рассмотрим этот интересный процесс, представим себе, что было бы, если бы тепло переходило в работу при любых условиях? Тогда огромные количества тепловой энергии, имеющиеся в нагретой солнцем воде морей и океанов, превратились бы в механическую энергию. Охлажденные за счет этого моря и океаны вновь нагревались бы. Так было бы до тех пор, пока светило бы Солнце.

Вернемся к действительности. Все мы знаем, что по физическому закону нагреваться могут только холодные тела от более теплых, то есть от тел с большей температурой. В процессе такого нагревания тепло может совершать работу. А ведь температура океанов невелика, значит и не может быть большой работы.

Чтобы лучше понять этот вопрос, давайте рассмотрим работу двигателя внутреннего сгорания. В цилиндре двигателя сгорает смесь бензина с воздухом, в результате чего создается большое количество тепла. Нагретый в цилиндре воздух имеет большее давление, чем холодный окружающий, и разница этих давлений приводит в движение поршень цилиндра. Чем больше разница давлений, а следовательно, и температур, тем больше работа, совершаемая поршнем.

Теперь вам понятно, что так сильно нагреть воздух океаны не смогут.

На этом не кончаются все сложности перехода тепловой энергии в механическую. В двигателе, например, не всё тепло превращается в работу: часть его в виде газа выходит наружу, в атмосферу.

АРС

Давайте проделаем вместе с вами, ребята, два простых опыта по превращению работы в тепло и тепла в работу.

Положите металлический стержень на наковальню или на большой камень и быстро и сильно ударяйте по стержню молотком. Через некоторое время стержень разогреется. В данном случае работа превратилась в тепло.

А теперь возьмем пробирку, нальём в неё до половины воды и плотно закупорим пробкой. Пробку предварительно смажем вазелином. Подержим пробирку над пламенем спиртовой горелки. Мы вскоре заметим, что пробка начнет медленно передвигаться вверх, а при более длительном нагревании с шумом вылетит. Этот опыт подтверждает закон перехода энергии из одного состояния (тепла) в другое (работу).

Во время последнего опыта будьте осторожны.

АРС

Для наших химических, да и не только химических опытов требуются часто различной формы стеклянные трубки. Сегодня мы научимся с вами изготовлять всевозможной формы трубки, из которых можно построить сложную химическую аппаратуру для нашей химической лаборатории.

Начнем с резки трубок. Для этого нужен лишь небольшой треугольный или плоский напильник. Стеклянные стержни и трубки диаметром до 10 мм разрезаем следующим образом: кладем трубку на край стола, прижимаем её рукой к столу и одним решительным, но не слишком сильным движением делаем напильником в нужном месте короткую царапину. Затем берем трубку в руки царапиной вверх и делаем движение, как будто хотим растянуть трубку. В месте царапины трубка лопнет. Помните, ребята, что трубку надо растягивать, а не сгибать. Если же с первого раза трубку не удастся разрезать, не применяйте слишком большую силу, а сделайте еще одну царапину, только более глубокую.

Часто требуется отрезать небольшой кусочек трубки. В таком случае к месту, где сделана царапина, надо приложить докрасна раскаленный стеклянный стержень.