Как расплавить олово горячей водой

admin   08.07.2018   Комментарии к записи Как расплавить олово горячей водой отключены

Устройство для лужения металлических изделий в расплавленном олове

ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вЂ” — (H. И. Докин

Устройство для лужения металлических изделий в расплавленном олове

Заявлено 19 сентября 1946 года в Министерство машиностроения и приборостроения СССР 3a № 50571 (348573) Опубликовано 31 января 1948 года

Устройство для лужения металлических изделий в расплавленном олове состоит из ряда ванн для флюса, расплавленного олова и воды, а также из механизма для транспортировки изделий из ванны в ванну. Особенностью устройства является специальное приспособление для вращения в расплавленном олове и других ваннах изделий, имеющих цилиндрическую форму.

Приспособление состоит из двух параллельных валов, связанных пластинчатой цепью при помощи звездочек. Валы приводятся во вращение от трансмиссии, устанавливаемой на борту ванн, и вращают свободно изделие. надетое на один из валов. Приспособление вместе с изделием переносится из ванны в ванну при помощи шарнирных захватов транспортирующего механизма.

На чертеже изображен общий вид устройства, причем в правой его части приспособление показано в момент транспортировки изделий.

При посадке приспособления с надетым на него изделием на ванну .винтовое колесо 1 ведущего вала 2 входит в зацепление с непрерывновращающейся червячной трансмиссией 8. Через коробку передач 4 (внутри которой размещены концы валов с надетой на звездочки цепью) вращение передается ведомому валу 5, а от него с помощью ролика, укрепленного на конце вала

5, цилиндрическому изделию б.

Благодаря вращению достигается равномерная обработка стенок изделия одновременно снаружи и изнутри. Для направления приспособления при посадке на ванну служат специальные направляющие.

Шарнирный захват 8 транспортирующего механизма 9, поднимая приспособление для дальнейшей транспортировки с помощью откидного храповика 10, заставляет вначале изделие повернуться вниз дном, а затем под действием силы веСа повернуться вниз горловиной для освобождения от лишнего олова.

Устройство для лужения металли ческих изделий в расплавленном олове, состоящее из ряда ванн для

487 № 70044 флюса, расплавленного олова и воды и механизма для транспортировки изделий из ванны в ванну, отл и ч а ю щ е е с я тем, что для лужения молочных фляг и других изделий, имеющих цилиндрическую форму, с целью вращения изделий

Отв. редактор М. М. Акишин

488 в расплавленном олове применяют приспособление, состоящее из двух параллельных валов, связанных между собой пластинчатой цепью при помощи звездочек и шарнирно соединенных с траверзой транспортирующего механизма 9.

Как расплавить олово горячей водой

Принятое в науке латинское название олова «станнум» образовано от санскритского корня «ста», означающего в переводе «стойкий», «твердый».

Оловянная руда, добавляемая в медь при выплавке, способствовала получению довольно твердого сплава — бронзы, открывшей новый этап в развитии человеческого общества — бронзовый век.

Пока что не удалось установить точно — то время, когда олово в чистом виде стали использовать для изготовления изделий. Известны лишь отрывочные сведения, которые изредка дополняются благодаря археологическим раскопкам. То в одном, то в другом центре древних цивилизаций встречаются единичные находки из почти чистого олова. Так, в одном из древнеегипетских могильников, относящихся к I тысячелетию до н. э., были найдены оловянный пузырек и кольцо.

С древнейших времен олово выплавляли из так называемого оловянного камня — касситерита, получившего название от группы островов в Северной Атлантике.

Древние финикийцы, бывшие не только искусными металлургами, но и замечательными мореплавателями, отправляясь за оловянным камнем к Кассиридам, брали на борт корабля якорь из полой колоды кедра, заполненный для тяжести камнями. По прибытии на место трюмы корабля загружались оловянной рудой. Чтобы не везти обратно обычный булыжник, вместо него якорные колоды заполняли оловянной рудой. Таким образом, на корабле оставался только полезный груз.

Позднее крупным центром добычи оловянной руды стал Малайский архипелаг

В нашей стране олово добывают на Дальнем Востоке, в Казахстане и Забайкалье.

Если согнуть брусок из чистого олова, раздастся звук, отдаленно напоминающий скрип промороженного снега под ногами. Это явление было названо «оловянным криком». Если в олово добавлено хотя бы немного другого металла, например свинца, олово сразу же теряет свой «голос». «Оловянный крик» стал одним из признаков, по которому судят о чистоте металла.

Температура плавления олова — 232°С. Небольшие кусочки металла легко расплавить даже в пламени свечи.

В XVI -XVII веках олово, вывозимое из других стран, ценилось на Руси довольно высоко. Легкоплавкость и высокие литейные свойства олова позволяли получать отливки с тончайшей проработкой деталей. Из олова отливали низкорельефные ажурные полосы и фигурные бляшки, которые затем крепились на деревянных рамах, зеркалах, стенках ларцов и шкатулок, киотов — шкафчиков или створчатых рам для икон.

Ажурные декоративные элементы отливались из олова в больших количествах. Прежде чем набить ажурные накладки на деревянную основу, под них довольно часто подкладывали разноцветную слюду, которая яркими пятнами горела в ажурных проемах резьбы. Оловянные рельефы так же, как и деревянные, покрывали тончайшими слоями золота. Но преимущество оловянных отливок перед деревянной резьбой с тонкой проработкой деталей заключалось в том, что они изготовлялись значительно быстрее и намного точнее. Узорчатым ажурным оловом обиты деревянные панели, идущие сверху и снизу вдоль иконных рядов в Благовещенском соборе Московского Кремля. В 1600 году оловянными ажурными накладками были отделаны двери иконостаса в Сольвычегодском соборе.

Невысокая температура плавления олова позволяла выполнять отливки даже в деревянных формах. При соприкосновении с расплавленным металлом древесина, особенно твердых пород, лишь слегка подпаливается, но не разрушается. Поэтому в деревянных формах можно отлить множество одинаковых отливок из олова, отличающихся простотой и лаконичностью. Такие деревянные формы применяли манси — народности, населяющие север Сибири. В них отливали фигурки лосей, почитаемых тотемными животными, от которых, по представлению древних кочевников, они вели свой род. Оловянные фигурки использовались при домашних молениях, их также хранили в лесу в священных жертвенных местах. Оловянные отливки мансийские литейщики порой инкрустировали другими металлами. Сохранились фигурки животных из олова, инкрустированные серебряными монетами царской чеканки и золотом.

Во многих странах Европы ажурную отливку выполняли непосредственно на украшаемом деревянном предмете. Вырезанная или выточенная из дерева солоница, коробочка, подсвечник либо другое подобное изделие покрывали сплошной сеткой контурной резьбы глубиной до 3 мм. Затем предмет обертывали картоном, пропитанным огнеупорными веществами, или же тонким металлическим листом, прочно обвязав его бечевкой. Сверху заливали расплавленное олово, которое заполняло все канальцы, вырезанные на поверхности предмета. Через несколько минут развязывали бечевку и снимали картон. На деревянном предмете заподлицо с его поверхностью оставалось оловянное кружево, имеющее порой сложный, причудливый рисунок. Мягкий блеск металла особенно эффектно выделяется на фоне темной мореной древесины.

Придавая деревянному изделию неповторимое своеобразие, оловянная сетка вместе с тем имела чисто практическое назначение: она, как обруч, стягивала его, не давая древесине растрескаться. Поскольку оловянный узор был заподлицо с украшаемой древесиной, эту своеобразную технику называют инкрустацией. Современные художники вместо олова используют свинец, но только на тех предметах, которые не предназначены для хранения пищевых продуктов: ведь окислы свинца ядовиты. Преимущества олова заключаются в том, что этих ограничений для него нет.

Наравне с золотом и серебром олово применялось античными мастерами для инкрустации бронзовых изделий. Стоит еще раз вспомнить о щите Ахилла, инкрустированном Гефестом:

За виноградником темный подставил он ров,

Обнесенный вокруг оловянной оградой.

Железные предметы, инкрустированные оловом в XII веке, обнаружены археологами при раскопках древнего Новгорода. Оловянной инкрустацией были украшены кованые личины (накладки) нутряных замков. На фигурные железные пластины наносили с помощью керна пунктирный узор. Затем, после травления, точечные углубления заполняли расплавленным оловом. Когда олово затвердевало, его остатки, выступающие над поверхностью железного изделия, снимали напильниками. Олово оставалось только в углублениях. На фоне потемневшего железа оловянный точечный рисунок контрастно выделялся подобно серебряной наводке.

Современные мастера выполняют инкрустацию оловом на латуни, бронзе и красной меди. Подготавливая углубления под олово, они наряду с пунктирной линией применяют линии сплошные, которые получают с помощью зубилец или чеканов. Используя пуансоны с фигурными бойками, получают узор, составленный из кружков, звездочек и других простейших элементов. Для такой инкрустации олова требуется совсем немного. К тому же отходы практически исключены, так как излишки олова, снятые при обработке поверхности изделия шабером или напильником, собирают и затем, переплавив, используют вновь.

Прекрасные литейные свойства олова использовались мастерами прошлого для выполнения различных средних и мелких отливок по готовым моделям. Столовая утварь из олова бытовала у зажиточных людей, а порой она украшала и царский стол. В Историческом музее в Москве хранится посуда царевен — сестер Петра I, а также посуда, принадлежавшая знати, отлитая из олова. Дорогая оловянная посуда украшалась сложной гравировкой, благо мягкость и податливость металла позволяли выполнять ее без особых усилий.

У писателя прошлого века Н. В. Федорова-Омулевского есть рассказ «Осторожный художник», в котором он поведал о талантливом художнике и гравере, с помощью примитивного инструмента превратившем простую оловянную кружку в оригинальное произведение декоративно-прикладного искусства:

«Представьте себе обыкновенную больничную оловянную кружку, но покрытую кругом, не исключая крышки и ручки, самой тончайшей сеткой из того же материала, наподобие вуаля, обычные мушки которого были заменены здесь настоящими оловянными мухами, как бы ползавшими в разных направлениях по сетке. К самой середине ручки, сверху и снизу, сетка постепенно сходила на нет,— очевидно, для удобства захвата. В особенности мухи, несмотря на их почти натуральную величину, были сделаны изумительно.

В Болгарии в XVII — XVIII веках сплав олова с цинком использовался для изготовления небольших сосудов — «ветлеников», в которых долгое время не остывали горячие напитки. По сути дела, они были предшественниками современных термосов. Способность сосудов сохранять тепло зависела не только от отражательной способности металла, но и от соотношения в сплаве олова и цинка. Мастер, нашедший более удачное соотношение этих двух металлов, держал его в секрете, передавая рецепт выплавки олова только своему преемнику, чаще всего сыну. «Ветленикам» мастера придавали самую разнообразную форму, украшая стенки литыми и резными рельефами, изображавшими всевозможные бытовые и мифологические сценки, орнаментальные композиции. Болгарские термосы-«ветленики» экспортировались во многие европейские страны, в том числе в Россию, Германию, Австрию.

С оловянной посудой обращались очень осторожно, стараясь держать ее подальше от огня. А если случалось ненароком оставить, например, оловянную кружку на горячей печи, олово растекалось по кирпичам. Вынув остывший слиток из печи, не лишенный воображения человек различал в его очертаниях фигуру коня или крылатого дракона, букет неведомых цветов или силуэт причудливого здания. Так, в сказке Г. X. Андерсена расплавившийся от печного жара стойкий оловянный солдатик превратился в слиток, имеющий форму сердечка. Его нашла в топке служанка, выгребавшая золу утром. Нетрудно угадать, что скрывалось за этим символом.

Способность легкоплавкого металла, растекаясь, принимать причудливые формы в старину использовалась при святочных гаданиях. Плавку металла, естественно, уже не доверяли случаю. Обломки старой оловянной посуды расплавляли в керамической или металлической посуде и выливали расплав в таз с холодной водой. Расплавленный металл с шипением входил в воду и, застывая, образовывал отливки самой разнообразной конфигурации. Гадальщица извлекала из воды остывшую отливку и, поворачивая ее перед собой, старалась найти такое положение, при котором она напоминала бы какой-то конкретный предмет — растение или животное, то есть, по словам известного писателя прошлого века М. П. Погодина, пыталась «в застывших образах читать свою участь». Если же воображение бессильно было угадать в оловянной отливке конкретный образ, то ее помещали между стеной и горящей свечой. Погодин описывает это так: «Гаданья в этот вечер возвестили печаль наравне с радостью и взаимно себе противоречили: на стене, например, в тени от оловянных вылитков она увидела две церкви, а между ними глубокую впадину с колючим ежом, знаком потаенного врага».

Во время Великой Отечественной войны и после нее гадали на оловянных отливках женщины и девушки о судьбе ушедших на фронт: живых и пропавших без вести. Порой небольшой кусочек олова переплавлялся много раз, то приводя гадальщиц в смятение, то вселяя в них надежду.

Минули тяжелые годы — и о свободном литье олова вспомнили современные художники-ювелиры: их привлекла оригинальная пластика, получаемая свободной отливкой в воду.

Быть может, вам приходилось встречать на выставках кулоны, броши, даже серьги и перстни, украшенные сложным асимметричным узором. Они наверняка производили впечатление многодельности и необыкновенной тонкой работы. Секрет же их изготовления прост, а технология позаимствована у гадальщиц. Олово растапливают, например в стальной ложке и выливают в банку с холодной водой. Вода мгновенно охлаждает металл, а отливка уже состоит из множества тончайших перемычек. Если олово вылить в швейное или подсолнечное масло, отливка будет более компактной, с плавными, несколько «смазанными» формами. Но если в воду добавить немного масла и тщательно размешать до получения взвеси, отливка станет более выразительной, так как сочетание мелких и крупных деталей внесет в нее необходимое разнообразие. Готовую отливку слегка проковывают, чтобы получить более компактную форму. При необходимости отдельные участки или весь кулон полируют и гравируют.

Издревле олово выступало в роли защитника других металлов. Еще греческий историк Геродот, живший в V веке до н. э., упоминает о железе, которое защищают от ржавчины тонким слоем олова. Эта репутация сохранилась за оловом и в наше время. Чуть ли не половина всего добываемого в мире олова используется для лужения. Железная и медная посуда обязательно покрывается внутри тонким оловянным слоем — полудой. Ни влага, ни органические кислоты не в состоянии растворить ее. К тому же соли олова безвредны для человеческого организма. По этой причине из белой жести — железных листов с оловянным покрытием — изготовляются консервные банки, предназначенные для длительного хранения пищевых продуктов.

В старые времена белую жесть получали горячим способом, окуная очищенный и протравленный тонкий лист железа в жидкое олово. Если же олово нужно было нанести только с одной стороны, например внутри посудины, то заливали в нее расплавленное олово и тут же выливали — на стенках оставалась тонкая оловянная пленка. Тонкий оловянный слой, который было необходимо нанести только в одном определенном участке, получали натиранием разогретого и протравленного металла оловом. На современном производстве жесть лудят более производительным гальваническим способом с помощью электричества.

Соляная кислота, нанесенная на оловянную поверхность, выявляет кристаллическую структуру металла. Кристаллы мерцающим переливом напоминают морозные узоры на оконных стеклах. Этот декоративный эффект был замечен мастерами. В старинном русском городе Великий Устюг возник целый промысел, мастера которого научились искусно наводить на жести «морозные узоры». Жестью обивали хитроумные деревянные шкатулки. Небольшие коробочки размером от 8 см до 120 см порой имели замки с секретом и при открывании раздавали мелодичный звон. В них хранили драгоценности и ценные бумаги. Продукция великоустюжских мастеров не только продавалась на местных базарах, но и расходилась по всей стране. Мало того, ее вывозили в другие страны: Китай, Персию, Турцию.

Техника наведения «морозных узоров» в основе своей была очень проста. Покрытый оловом металл нагревали, а затем резко охлаждали, обрызгивая холодной водой, а то и окуная в воду. При этой операции изменялась кристаллическая структура олова. Чтобы ее проявить, сделать зримой, слой олова смачивали соляной кислотой. Выявленный кристаллический рисунок мерцал на металле, словно мозаика, выложенная из сверкающих льдинок. Под тонким слоем цветного лака переливающиеся «морозные узоры» выглядели еще более выразительно. Но какой бы простой ни была технология наведения «морозных узоров», одним только мастерам были известны технологические тонкости, позволявшие как можно более глубоко раскрыть красоту металла. Хранителем этих «секретов» и душой промысла долгие годы оставался Пантелеймон Антонович Сосновский, умерший в 1972 году в возрасте 99 лет. Он был последним мастером древнего художественного промысла.

Есть у олова болезнь, которую называют «оловянной чумой». Металл «простужается» на морозе уже при —13°С и начинает постепенно разрушаться. При температуре —33°С болезнь прогрессирует с невероятной быстротой — оловянные изделия превращаются в серый порошок.

В конце прошлого века это явление подвело участников экспедиции, работавшей в Сибири. На сильном морозе «заболела» вдруг оловянная посуда. В короткий срок она разрушилась настолько, что использовать в кулинарии ее было уже нельзя. Возможно, экспедиции пришлось бы прервать начатую работу, если бы ни миски и ложки, которые удалось вырезать из дерева. Сталкиваясь неоднократно с «оловянной чумой», люди наконец пришли к выводу, что олово можно использовать только там, где ему не грозит встреча с морозами.

Как уже говорилось, олово имеет непосредственное отношение к рождению мелодичных звуков в самых различных колоколах, поскольку оно входит в состав медных сплавов, применяемых для их отливки. Но оказывается, оно способно петь вполне самостоятельно: у чистого олова не менее выдающиеся музыкальные способности. Слушая торжественные звуки органной музыки, мало кто из слушателей догадывается, что чарующие звуки рождаются в большинстве случаев в оловянных трубах. Именно они придают звуку особую чистоту и силу.

Исстари человек использовал не только олово и его сплавы, но и его различные химические соединения. Золотисто-желтые кристаллы дисульфида олова применяются мастерами для имитации сусального золота при золочении гипсовых и деревянных рельефов.

Водным раствором дихлорида олова обрабатывают стекло и пластмассу перед нанесением на их поверхность тонкого слоя какого-либо металла. Дихлорид олова входит также в состав флюсов, применяемых при сварке металлов.

Оксид олова применяется в производстве рубинового стекла и глазурей.

Диоксид олова — белый пигмент, применяемый для окраски эмалей и непрозрачных глазурей. В природе это оловянный камень касситерит, служащий сырьем для выплавки олова. Искусственно его получают прокаливанием олова на воздухе.

Среди множества других «полезных дел» соединений олова — Защита древесины от гниения, уничтожение насекомых-вредителей и многое другое.

Журнал "Квант"

А так ли хорошо знакомы вам лед, вода и пар? // Квант. — 2007. — № 1. — С. 32-33.

По специальной договоренности с редколлегией и редакцией журнала «Квант»

Морская вода даже при самом сильном холоде не замерзает до твердого и чистого льда.

Я предположил, что во время кипения теплота поглощается водой и проникает

в состав пара, образующегося из нее, тем же способом, как она поглощается

льдом при таянии и проникает в состав образующейся воды.

Облако — туман в высоте.

Можно, как известно, расплавить посредством трения друг о друга

в безвоздушном пространстве два куска льда; теперь делают попытки

превратить воду в лед посредством неслыханно большого давления.

Юлиус Роберт Майер

. чтобы наблюдать насыщенный пар выше обыкновенной точки

кипения воды, приходилось кипятить ее в замкнутых котлах,

под искусственной атмосферой из сжатого воздуха и пара.

Содержание

Еще как знакомы, ответят очень многие. Вода — это самое распространенное на Земле вещество. Все живое, в том числе и мы сами, в основном состоит из воды. Ее физические свойства изучены-переизучены, они даже используются в качестве эталонов.

Все это так, однако вода в своих различных агрегатных состояниях и по сей день преподносит множество сюрпризов. Особенности этого вроде бы простого вещества до конца еще не поняты, и поведение воды не всегда можно прогнозировать. Смириться с таким положением дел ученые, безусловно, не желают и упорно продолжают разбираться со все более тонкими деталями строения воды и ее участия в загадочных эффектах.

А стимулирует исследователей понимание исключительной важности воды для жизни на Земле. Ведь более полные знания о ней необходимы и для решения экологических проблем, и для создания новых лекарств и методов лечения, и для противостояния глобальным климатическим изменениям, и для совершенствования производственной деятельности человека.

Масштабы этих задач побуждают и нас обратиться к разговору о физических свойствах одной из четырех основных стихий. Посмотрите, ведь и среди школьных вопросов и задач найдется немало таких, которые заставят вас засомневаться в простоте этого простого вещества — воды.

Вопросы и задачи

  1. Останется ли целой доверху заполненная водой закупоренная стеклянная бутылка, если ее опустить в тающий лед?
  2. Ко дну сосуда с водой изнутри приморожен шарик изо льда. Изменится ли уровень воды в сосуде, когда лед растает?
  3. Можно ли расплавить олово в горячей воде? А заморозить воду расплавленным металлом?
  4. Капельки тумана могут оставаться жидкими и при температуре -30 °С. Почему?
  5. При первых морозах водоемы легче замерзают, если идет снег. Как это объяснить?
  6. Какая физическая ошибка допущена в стихотворении о капле: «Она жила и по стеклу текла, но вдруг ее морозом оковало, и неподвижной льдинкой капля стала, а в мире поубавилось тепла»?
  7. Почему превращение в воду плавающих в море льдов не приводит к наводнениям, тогда как растопление льда, покоящегося на острове Гренландия, вызвало бы катастрофический подъем уровня океана?
  8. Удельная теплота плавления меди значительно меньше, чем у льда. Значит ли это, что для плавления медной пластинки в зимних условиях потребуется меньше энергии, чем для плавления льдинки той же массы?
  9. Почему ожоги паром опаснее ожогов кипятком?
  10. Что быстрее потушит пламя — кипяток или холодная вода?
  11. В кастрюле с тяжелой крышкой вскипятили воду. Сняв кастрюлю с плиты, ей дали слегка остыть, затем в спокойную воду насыпали чайную заварку, и вода бурно закипела. Почему?
  12. Желая ускорить процесс варки, хозяйка усилила огонь под кастрюлей, в которой кипела вода. Верно ли поступила хозяйка?
  13. Одинаковы ли показания термометров, один из которых помещен у поверхности кипящей воды, а другой — в ее толще?
  14. Стакан с небольшим количеством воды поставили под колокол воздушного насоса и стали откачивать воздух. Почему вода сначала закипела, а потом замерзла?
  15. Воду вскипятили в круглодонной колбе, колбу закупорили и перевернули. Если теперь на дно колбы положить немного снега или облить ее холодной водой, то вода в колбе закипит. Как это объяснить?
  16. В каком случае «точка росы» становится «точкой инея»?
  17. Иногда поверхности окон запотевают. Какие это поверхности — внешние или внутренние?
  18. При критической температуре удельная теплота парообразования любой жидкости, в том числе и воды, равна нулю. Почему?
  19. Какого цвета водяной пар?

Выпустите из яйца его содержимое через маленькое отверстие в остром конце. Залепите дырочку воском или пластилином, к которому прикрепите на нитке грузик. Массу грузика надо подобрать так, чтобы он удерживал скорлупу почти у дна высокой банки с водой комнатной температуры.

Если вынести банку на мороз, то через некоторое время ваш «прибор» всплывет, но вскоре опустится. Если теперь внести банку в комнату, то скорлупа вновь проделает свой путь вверх-вниз. Объясните это.

Любопытно, что…

. расширение воды при замерзании и ее закипание при пониженном давлении были открыты лишь в семнадцатом столетии искусным английским экспериментатором Робертом Бойлем.

. из морской воды образуется исключительно прочный полярный лед. Иная точка зрения, разделявшаяся, судя по эпиграфу, Ломоносовым, «не позволила» пробиться к Северному полюсу ни одной из экспедиций XVII—XIX веков, так как парусники всякий раз застревали в мощных льдах.

. способ приготовления мороженого поначалу охраняли как большой секрет. Напрасно опытные повара при многих европейских дворах пытались заморозить смесь из взбитых сливок и фруктовых соков, пользуясь льдом в обычных погребах. Оказывается, дело было в добавлении соли — перемешивая ее с колотым льдом, можно было значительно понизить температуру, вплоть до полного замерзания смеси.

. одна из особенностей льда заключается в том, что температура его плавления, в отличие от большинства веществ, понижается с увеличением давления. Однако этот эффект не отвечает за появление водяной смазки под лезвием коньков, чем долгие годы пытались объяснить их легкое скольжение по льду.

. знаменитый сказочник Андерсен упомянул в «Снежной королеве» десятиконечные снежинки, хотя много раньше астроном Кеплер установил их шестиконечную форму. Правда, Декарту удалось наблюдать крайне редкие двенадцати- и восемнадцатиконечные кристаллики снежинок.

. недавно была обнаружена пятая форма плотного аморфного льда, образующегося под действием высокого давления при температуре около -200 °С. Заметим, что все виды льдов, кроме обычного, тонут в воде. Иначе говоря, лед, получающийся при нормальных условиях, ведет себя аномально.

. в годы второй мировой войны для восстановления потерь флота английские ученые предложили морскому ведомству построить непотопляемые авианосцы изо. льда. Для этого предполагалось использовать айсберги, за которыми в Арктику была даже направлена специальная экспедиция. Проект, правда, так и не был осуществлен, однако внимание к разного рода ледяным сооружениям неизмеримо возросло.

. большая теплоемкость воды объясняется тем, что ее молекулы объединяются в так называемые кластеры, (супермолекулы) и при поступлении к воде тепла заметная его часть тратится на разрыв связей между входящими в состав кластера соседками-молекулами.

. на Марсе жидкой воды нет, так как при марсианском атмосферном давлении, в 160 раз меньшим, чем на Земле, вода может существовать лишь в твердом и газообразном состояниях. А на Венере вода в жидкой фазе не могла бы находиться потому, что температура поверхности этой планеты около 480 °С, что заметно выше критической температуры воды. Правда, исследователи не потеряли надежды обнаружить замерзшую воду на Луне, где она могла бы сохраниться на дне глубоких полярных кратеров.

. как известно, в скороварке пищу можно приготовить гораздо быстрее, чем в обычной кастрюле. Однако открывать эту посуду следует очень осторожно: после разгерметизации давление падает, и жидкость оказывается заметно перегретой, что приводит к взрывному вскипанию во всем объеме кастрюли, выплескиванию горячей воды и. ожогам.

. английский физик Чарльз Вильсон, предложивший в 1912 году применяемый и поныне способ регистрации заряженных частиц с помощью камеры, заполненной пересыщенным паром, до этого занимался исследованием происхождения дождей и туманов.

. феномен «памяти воды», т.е. ее способность длительное время хранить информацию, так активно обсуждался в последние годы, что заставил ученых провести специальные эксперименты. Увы, результат отрицателен: вода обладает нестабильной, постоянно меняющейся структурой и, скорее, является одним из самых «забывчивых» веществ на свете.

Что читать в «Кванте» о льде, воде и паре

  1. «Наглядный способ регистрации заряженных частиц» — 2001, № 6, с. 11;
  2. «Водяные пары» — 2002, № 2, с. 26;
  3. «Тепловые свойства воды» — 2002, № 3, с. 10;
  4. «Снежинки и ледяные узоры на стекле» — 2002, № 5, с. 29;
  5. «О структуре льда» — 2002, Приложение № 6, с. 19;
  6. «О физике на приусадебном участке» — 2003, № 1, с. 27;
  7. «Вода внутри нас» — 2003, № 2, с. 2;
  8. «Насыщенные и ненасыщенные водяные пары» — 2004, № 2, с. 23;
  9. «Костры в поле и русская баня» — 2004, Приложение № 4, с. 60;
  10. «Калейдоскоп «Кванта» — 2005, № 3, с. 32;
  11. «Метастабильные капли и обледенение самолета» — 2005, № 4, с. 8;
  12. «Задачи с жидкостями» — 2006, № 1, с. 40.
  1. Да. Стекло треснуло бы под действием воды, расширяющейся при превращении в лед, однако вода в бутылке лишь охладится до 0 °С, но не замерзнет.
  2. Уровень воды в сосуде понизится, поскольку объем ледяного шарика больше объема образовавшейся из него воды.
  3. Можно. Вода, находящаяся под давлением 40 атм, кипит при температуре около 250 °C, что выше температуры плавления олова. На поверхности расплавленной ртути, температура плавления которой ниже 0 С, можно, охладив ртуть, заморозить, например, каплю воды.
  4. Если вода раздроблена на мелкие капли, то лишь в некоторых из них будут иметься центры кристаллизации, в большинстве же капель вода окажется в переохлажденном состоянии.
  5. Снежинки служат центрами кристаллизации, вокруг которых начинается образование льда.
  6. На самом деле, убавилась внутренняя энергия капли, которая была передана во внешний мир — воздуху и стеклу — как раз в виде тепла.
  7. Таяние плавающих льдов не изменяет уровня Мирового океана, а растопление континентальных льдов было бы равноценно добавлению в океан огромных объемов воды.
  8. Нет. Следует учесть количество теплоты, необходимое для нагревания твердых тел до температуры плавления.
  9. При попадании на кожу человека одинаковых количеств пара и кипятка за счет конденсации пара выделяется примерно в 5 раз большее количество теплоты, чем за счет охлаждения кипятка.
  10. Кипяток, так как он превращается в пар быстрее, чем холодная вода, а образующийся пар обволакивает горящее тело и прекращает доступ к нему кислорода.
  11. Чаинки сыграли роль центров парообразования в перегретой воде.
  12. Нет. Температура кипящей воды не будет повышаться, пока вся вода не превратится в пар.
  13. Нет. Чем глубже в воде находится пузырек, тем больше должно быть давление насыщенного пара в пузырьке, чтобы он не схлопывался, а этому соответствует и более высокая температура.
  14. Кипение воды при пониженном давлении сопровождается поглощением тепла у остающейся в стакане воды, что приводит к ее охлаждению и замерзанию.
  15. При охлаждении дна колбы давление над водой становится меньше давления насыщенного пара.
  16. В случае, если «точка росы» ниже 0 °C .
  17. Естественно, запотевают внутренние поверхности стекол.
  18. При критической температуре жидкость и ее пар неразличимы.
  19. Водяной пар совершенно прозрачен, невидим и, следовательно, вовсе не имеет цвета. Белый туман, пар изо рта и облака — это не пар в физическом смысле слова, а скопление мельчайших водяных капелек.

Вода имеет наибольшую плотность при +4 °C . При охлаждении (или нагревании) воды до этой температуры скорлупа будет всплывать, а при дальнейшем понижении (или повышении) температуры — погружаться.