Юный техник, 2009 № 08

К верхним концам соломинок приладь ореховые скорлупки с просверленными дырочками. Если ты станешь лить воду в верхнюю скорлупку, то она будет стекать в банку и выгонять такое же количество воды из банки через другую соломинку в нижнюю скорлупку. К этой второй скорлупке приладь широкую соломинку или трубку, чтобы вода вытекала через нее в стакан.

После таких несложных приготовлений можно показать поразительный фокус.

Возьми вместо банки бутылку темного стекла, чтобы не видно было, что в ней происходит, и объяви зрителям, что сейчас превратишь масло в воду. Лей в верхнюю скорлупку масло, например, подсолнечное. Оно будет плавать в бутылке на поверхности воды, между тем как из нижней скорлупки потечет в стакан чистая вода.

Не забудь только, что бутылка должна быть закупорена герметично: все щели залепи пластилином.

КАК ПОГАСИТЬ СВЕЧУ, НЕ ПРИКАСАЯСЬ К НЕЙ И НЕ ДУЯ НА НЕЕ

Оберни четырехугольную линейку несколько раз бумагой, сильно пропитанной клеем, вынь осторожно из бумаги линейку и высуши получившуюся трубку. Затем сделай в ней два косых выреза и, согнув ее под углом, тщательно заклей отверстия. У тебя получится сифон, одна часть которого втрое больше другой. С помощью изогнутой трубки-сифона мы можем переливать газ из одного сосуда в другой.

Наполни бутылку до половины водой с уксусом (одна часть уксуса на две части воды) и брось в нее немного соды. Ты сразу заметишь, что из воды выделяется газ. Это углекислота. В противоположность кислороду углекислота гасит пламя.

На дно широкой банки поставь несколько зажженных свечей разной высоты. Всунь короткий конец сифона в горлышко бутылки, а длинный установи на край банки. Герметично, то есть очень плотно, залепи горлышко бутылки пластилином и с помощью резиновой груши вытяни воздух из трубки.

Углекислота начнет подниматься по трубке и переливаться невидимо для нас (так она прозрачна) в банку. Углекислоты набирается в банке все больше и больше, она достигает сначала самой маленькой свечки. Пламя бледнеет и гаснет. Затем гаснет вторая и третья свеча.

Из этого опыта мы видим, что удельный вес углекислого газа больше, чем удельный вес воздуха, потому-то он и ложится на дно сосуда, а воздух оказывается сверху.

ПОЛИГОН

Термомагнитный двигатель

Вполне возможно, что уже скоро появятся двигатели, которые в корне изменят наш мир. Автомобили станут расходовать в 5–7 раз меньше топлива, чем сегодня, да к тому же будут бесшумными и не давать выхлопа. Эти двигатели смогут обходиться и вообще без топлива, работая, например, от солнечного тепла. Речь идет о термомагнитных двигателях.

Вот как устроен один из них, предложенный в 1964 г. Э. Реслером и Р. Розенцвейгом. Вход и выход гидравлической турбины соединены трубой, получается замкнутый контур. Наполнен контур жидкостью, но не простой, а магнитной. Она представляет собой смесь частиц железа или его окислов с какой-нибудь жидкостью. На трубе контура последовательно установлены нагреватель, электромагнитная катушка (соленоид) и холодильник.

Если подать в катушку ток, то жидкость втянется в нее с обеих сторон и ее давление внутри катушки станет намного выше, чем в контуре, но, если подогреть жидкость с одной стороны магнита, в контуре возникнет поток. Дело в том, что у железа и его окислов есть любопытное свойство: при нагревании способность притягиваться к магниту уменьшается, а при определенной температуре (в так называемой точке Кюри) притяжение пропадает вовсе. Так что, если нагревать жидкость вблизи катушки, нагретая часть магнитной жидкости станет притягиваться слабее, чем горячая, и поток двинется по трубе к месту нагрева. Турбина заработает.

Далее магнитная жидкость попадет в радиатор, охладится, и ее магнитные свойства восстановятся.

Турбина обладает способностью автоматически увеличивать свой крутящий момент при росте сопротивления и, наоборот, вращаться быстрее, когда сопротивление уменьшается. Потому автомобилю с термомагнитным двигателем даже не нужна будет коробка передач. На всех мощностях двигатель будет работать предельно экономично. Этим, кстати, и объясняется низкий расход топлива, который ожидают от автомобилей с термомагнитным двигателем.

Добавим к этому, что, поскольку на лопатки турбины будет попадать уже холодная жидкость, для их изготовления подойдут недорогие материалы, например, алюминий.

Термомагнитные двигатели пока не вышли из стен лабораторий, поскольку для получения высокого КПД нужна высокая температура, а магнитных жидкостей, способных долго работать в таких условиях, пока нет.

В 1990-х годах аргентинский изобретатель М. Инвар предложил применить в термомагнитном двигателе смесь тонкого железного порошка с гелием. При определенных условиях частицы порошка оказываются отделены друг от друга газовой пленкой и приобретают такую же свободу перемещения, как молекулы жидкости.

Такая смесь порошка и газа может течь, словно жидкость. Ее называют «псевдожидкостью». Предложенная М. Инваром псевдожидкость может неограниченно долго выдерживать температуру точки Кюри железа (738 °C), а термомагнитный двигатель на ее основе может иметь КПД более высокий, чем дизель.

Термомагнитный двигатель Э. Реслера и Р. Розенцвейга.

Модель термомагнитного двигателя можно сделать своими руками. Мощность ее ничтожно мала, но, тем не менее, она доказывает возможность получения механической энергии за счет нагревания и охлаждения железа в магнитном поле.

Укрепите с помощью скотча на краю деревянной подставки сильный магнит из китайской защелки для мебели. На самодельном штативе подвесьте на тонкой медной проволочке кусочек жести от консервной банки размером 2x3 см. Затем подвиньте магнит так, чтобы он притянул жестянку, но до самого магнита она не доставала.

Если теперь поставите около магнита школьную газовую горелку или просто свечу так, чтобы она нагрела жесть до точки Кюри, то в какой-то момент она перестанет притягиваться к магниту. Через некоторое время кусочек жести остынет, и процесс повторится. У вас получится своеобразный термомагнитный маятник.

В литературе описан простой магнитный двигатель, дающий вращательное движение. Для его изготовления нужен жестяной диск (аккуратно вырезанная крышка консервной банки), два сильных подковообразных магнита и деревянная подставка 20x40 см. В середине подставки установите остро заточенный гвоздь. В центре диска при помощи керна или острого дюбеля сделайте углубление и поместите его на острие гвоздя. После этого поставьте магниты на подставку и расположите их так, чтобы диск устойчиво держался на острие. Если поставить свечу невдалеке от диска, участок диска, нагревшись, начнет терять свои магнитные свойства, а сам диск станет медленно вращаться.

Во всех этих опытах железо можно заменить никелем. Он так же обладает способностью притягиваться к магниту. Но потеря магнитных свойств у никеля (точка Кюри) имеет температуру 370 °C, а потому опыты получаются гораздо четче и быстрее.

Разбив старую радиолампу, вы найдете в ней крохотный кусочек никеля. Для термомагнитного маятника в самый раз!