Класс!ная физика - всегда рядом Класс!ная физика - викторины Класс!ная физика - для любознательных Техно-шокер Музей открытки 20 века Коты-работы художников

"Что кажется нам чудом, на самом деле таковым не является!" - Симон Стевин
Но, что будет, если кота Шрёдингера засунуть в бутылку Клейна и обмотать всё лентой Мёбиуса?





«Класс!ная физика» - это class-fizika.spb.ru, class-fizika.narod.ru, class-fizika.ru.

 Класс!ная физика   -  YouTube

Изменения агрегатных состояний. Испарение. Кипение. Плавление. Кристаллизация. Опыты

ПечатьE-mail


ИНЕЙ НА ТЕРМОМЕТРЕ


Привяжите к ртутному шарику термометра кусочек гигроскопической ваты, пропитанной эфиром. Если помахать термометром несколько секунд, на вате появится иней. При этом термометр будет показывать температуру —10, —20°С, в то время как в комнате температура воздуха +15, +20°С.

Как объяснить это явление?
При движении термометра эфир испаряется, на что затрачивается теплота. Температура воздуха около ртутного шарика термометра понижается и водяные пары, содержащиеся в нем, становятся насыщающими. Они конденсируются на вате и образуют мельчайшие кристаллы снега.



ИСПАРЕНИЕ НА УТЮГЕ



Если капнуть воды на горячий утюг, то, казалось бы, капля должна быстро испариться, но этого не наблюдается. Образовав маленький шарик, шипя и подпрыгивая, капля очень медленно превращается в пар.









Как объяснить это явление?
Под капелькой образуется упругий слой пара. Он является плохим проводником тепла, поэтому капля испаряется медленно.



РЕГУЛИРУЕМ ПРОЦЕСС КИПЕНИЯ


В пробирку налейте подкрашенной воды и доведите ее, до кипения на спиртовке. Когда вода закипит, в пробирку вставьте пробку, через которую пропущена стеклянная трубка с грушей-клизмой на конце. Сожмите грушу. При этом процесс кипения прекращается. Отпустите грушу — кипение возобновляется.

Почему это происходит?
При сжатии груши давление над водой увеличивается что приводит к повышению точки кипения.



МГНОВЕННАЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ


Кристаллические вещества плавятся и затвердевают при одной и той же температуре, постоянной для данного вещества (при условии постоянного давления).

Вода и жидкости, принимающие при затвердевании кристаллическую структуру, обладает интересным свойством — ее можно переохлаждать, то есть доводить до температуры значительно ниже нуля. При этом вода не должна подвергаться сотрясениям.


Опыт 1

Мы с вами проделаем опыт с гипосульфитом — кристаллическим веществом, которое применяется в фотографии в качестве закрепителя. Когда будете покупать гипосульфит, обратите внимание, чтобы у него были крупные кристаллы и чтобы он был сухой.

Наполните стеклянный пузырек кристаллами гипосульфита. Затем поставьте его в кастрюлю с теплой водой и начните ее подогревать. Нужно добиться, чтобы весь гипосульфит расплавился, превратившись в прозрачную жидкость. Для этого наклоняйте пузырек из стороны в сторону, но так, чтобы вода не попала в него.

Сделайте из бумаги пробку и пропустите через нее стеклянную трубку от пипетки. Когда вы заткнете пузырек, узкий конец трубки должен входить в расплавленный гипосульфит. Наружный конец трубки заткните ваткой, чтобы в него ничего не попало. Пузырек поставьте в такое место, где он будет предохранен от сотрясений.

Через некоторое время, примерно через 2—3 часа, пузырек остынет до комнатной температуры.
Осторожно снимите ватку и бросьте в трубку кристаллик гипосульфита. Он должен быть такого размера, чтобы мог застрять в узком конце трубки.


На ваших глазах от конца трубки начнется стремительная кристаллизация всего содержимого пузырька. Гипосульфит мгновенно затвердеет — превратится в кристаллы.

Но самое любопытное, что пузырек, который несколько минут назад был холодным, теперь стал горячим. Вы знаете, что плавление и затвердевание кристаллических веществ всегда происходит при одинаковой температуре. Вот и теперь тепловая энергия выделилась в результате быстрой перестройки молекул гипосульфита, переходящего из жидкого состояния в твердое.


Опыт 2

Очень красивый опыт можно сделать с кристаллами мирабилита. Это вещество продается в аптеке под названием «английская соль», или «горькая соль». Для нашего опыта понадобится такой соли 300—350 г.

Вскипяти в чистой кастрюле три четверти стакана воды. Затем, не снимая кастрюлю с огня, понемногу всыпай в нее мирабилит, все время помешивая. Когда соль начнет, не растворяясь, оседать на одно, медленно, осторожно заполни горячим раствором большой флакон и тут же плотно закупорь его.

Остудив раствор, можешь показывать опыт.
Откупорь флакон и брось в него один кристаллик горькой соли. Ты увидишь, как жидкость на глазах превратится в сплошную массу кристаллов.

Напрактиковавшись, можешь показывать этот опыт в качестве фокуса. Когда откупоришь флакон, не бросай в него кристаллик рукой, а постучи по горлышку карандашом. На этот карандаш, который ты объявишь волшебной палочкой, заранее насыпь несколько крупинок мирабилита. При постукивании и произнесении «заклинаний» незаметно стряхни эти крупинки в флакон.



ВЫРАЩИВАНИЕ КРИСТАЛЛОВ


Многие твердые тела в изломе выглядят шероховатыми.
Если посмотреть на этот излом в сильную лупу или в микроскоп, мы увидим зернистую поверхность. Эти микроскопические зерна твердых тел обычно имеют правильную форму. Их называют кристаллами.



Обычно кристаллы очень малы, их можно разглядеть только при большом увеличении. Но попадаются иногда и крупные кристаллы, и даже огромные. Таковы, например, кристаллы горного хрусталя, которые можно видеть в коллекциях минералов.

Ты и сам можешь вырастить довольно крупные кристаллы, например, соли. Налей в стакан горячей воды и сыпь в него поваренную соль, все время помешивая.

Сыпь до тех пор, пока соль не перестанет растворяться и на дне образуется осадок, не исчезающий при помешивании. Затем возьми кусочек тонкой проволоки и обмотай его шерстяной ниткой. На стакан сверху положи палочку и к ней подвесь обмотанную проволочку на нитке. Рассол будет постепенно остывать, потом вода из него начнет испаряться. Через два-три дня вытяни проволочку. Ты увидишь, что соль осела на шерстинках маленькими правильными кубиками.

Еще лучше, если сумеешь достать квасцы. Кристаллы квасцов удается вырастить более крупными, да и по форме они красивее: не простые кубики, как у поваренной соли, а пирамидки.

Правда, кристаллики получаются мелкие. Чтобы их еще увеличить, разомни между пальцами крошечный, меньше булавочной головки, кусочек воска. Сними с проволоки одну крупинку квасцов и приклей ее воском к тонкому волоску. Подвесь этот волосок с кристалликом в стакане с насыщенным раствором квасцов. Поставь стакан в такое место, где бы его никто не толкал. Так он должен простоять еще два-три дня в полном покое. Кристалл квасцов заметно увеличится. Он будет немного мутным, но правильным по форме.



ДЕЛАЕМ ЛЕД?



Попробуй-ка получить флакон или бутылку, наполненные кристаллами самого обыкновенного льда!
Ты думаешь, это просто?

Налей полную бутылку воды и выставь ее зимой за окно. Вода начинает замерзать...
Трах!
Бутылка лопается.
Может быть, не затыкать пробкой?
Но и открытая бутылка лопнет: в ней образуется пробка из льда. Лед занимает больше места, чем вода. Он рвет бутылки, разрушает трубы водопровода, разрывает стенки живых клеток, пораженных морозом.



РАЗРЕЗАНИЕ ЛЬДА


Обыкновенный лед —вещь нешуточная, порой даже опасная. Но есть у него слабое место. Лед можно разрезать... проволокой!

Положи брусок льда или большую сосульку на спинки двух стульев. Накинь на этот лед петлю из стальной проволоки толщиной не более 0,5 мм и подвесь к ней с двух сторон что-нибудь очень тяжелое, например, два утюга. Медленно, но неуклонно проволока врезается в лед. Все глубже, глубже...



И вот уже —бух! — утюги упали, проволока прошла насквозь. Смотри-ка, а ледяной брусок цел, словно его и не резали.

Как это могло случиться?
Лед тает под давлением. Например, под лезвиями коньков. Если лезвия затупились, коньки хорошо скользят только в теплую погоду. А в самый сильный мороз и острые коньки скользят плохо. Лед слишком холодный, он не тает, не получается водяная «смазка», которая облегчает скольжение.
Под давлением проволоки лед тоже тает. Но в образовавшейся щели над проволокой давления уже нет, и попавшая туда вода замерзает снова. Так «срастается» перерезанный ледяной брусок.



ДОЖДИК НА КУХНЕ


Положите половник или шумовку в морозильное отделение холодильника. Тем временем поставьте чайник на огонь, доведите воду в нем до кипения. Как только из носика чайника сильной струей пойдет водяной пар, достаньте из холодильника ледяную шумовку и поставьте ее в эту струю пара.

Тут же «пойдет дождь»: капли начнут падать с шумовки на пол (или, лучше, в таз).

Почему?
Вода при кипении превращается в пар, и чайник постепенно «выкипает», если его оставить на огне. Но стоит поставить на пути водяного пара холодную преграду, как он, резко охлаждаясь, будет снова превращаться в водяные капли, которые и хлынут вниз — правда, до тех пор, пока эта преграда (шумовка, или, скажем, днище другого чайника, наполненного холодной водой) не прогреется. Между прочим, обычный дождик получается почти так же, как наш, «экспериментальный». Только вместо плиты — солнце, которое нагревает воду везде: и в реках, и в океанах, и в лужах. Вода почти везде нагревается не сильно, хотя и достаточно, чтобы какие-то молекулы воды вырвались из водоема и поднялись в воздух. Благодаря нагреванию происходит испарение жидкости, из-за чего в воздухе всегда есть какое-то количество водяных паров. Теплый воздух поднимается выше, туда, где прохладнее, и охлаждается. А холодный воздух не может удерживать столько же водяных паров, сколько теплый. Резко охладившиеся водяные пары превращаются в водяные капли, которые падают на землю либо в виде дождя, либо в виде снега (смотря какое время года).



Вернуться в "Оглавление"

Источники: Ф. Рабиза "Опыты без приборов" и "Космос у тебя дома"; Л.А. Горев "Занимательные опыты по физике"