Горизонты техники для детей, 1963 №1 (8) (Журнал «Горизонты техники для детей») - страница 8
Как видно, жидкость действительно расширяется под влиянием нагрева. Это свойство используется при изготовлении термометров. Ртуть в ртутном термометре расширяется и сжимается при изменении температуры, и по шкале в стеклянной трубочке измеряем температуру в градусах.
Проделаем еще один опыт. Выставим за окно стакан с горячей водой, окрашенной синими чернилами, чтобы она остыла. А пока изготовим охладитель.
Как видите (см. рис. 2), наш охладитель состоит из стеклянного колпака от керосиновой лампы, двух трубок, одной длинной стеклянной трубки, диаметром 8-10 мм, в двух меньших изогнутых под прямым углом стеклянных трубок. Сначала подгоняем диаметры пробок. Пробки должны плотно закрывать отверстие колпака.
Пробки могут быть обыкновенные или резиновые. В каждой из них просверливаем два отверстия: одно — точно посредине, а второе — ближе к краю. Затем вкладываем пробки в отверстия колпака и через отверстие в центре каждой пропускаем длинную стеклянную трубку. В боковые отверстия пробок вставляем короткие изогнутые трубочки. Чтобы трубочки легче проходили, надо смазать их тонким слоем глицерина.
Если пробки резиновые, охладитель уже готов. Если же натуральные пробки, охладитель надо герметизировать, покрывая лаком места соединения колпака с пробкой. Готовый охладитель откладываем в сторону, он нам может когда-нибудь пригодиться.
Наш стакан пусть пока стоит за окном. В другой такой же стакан наливаем до половины кипятку. Теперь возьмем стакан из-за окна. В приготовленную заранее стеклянную трубочку наливаем немного холодной окрашенной чернилами воды, и по одной капли с небольшой высоты капаем в стакан с кипятком. Заметим, что окрашенные капли холодной воды тонут в кипятке. Разве холодная вода тяжелее теплой?
Оказывается, что да. Если вы когда-нибудь плавали в озере или пруде, знаете, что в жаркий день вода на поверхности очень теплая. Но достаточно нырнуть, или заплыть глубже и встать в воде на дно, вы задрожите от холода. И все это потому, что холодная вода тяжелее и собирается на дне. В то же время теплая, которая легче, поднимается вверх.
Круговорот теплой и холодной воды используется в центральном отоплении. Нагретая в котле вода поднимается по трубам вверх к радиаторам, а холодная — по другим трубам стекает обратно в котел.
Мы на только что проделанном опыте доказали, что холодная вода тяжелее горячей, увидели, что теплая вода занимает больше места, чем холодная, то есть в любом сосуде поместится меньше теплой воды, чем холодной.
Но всегда ли так, что чем более холодная вода, тем ее больше поместится в сосуд? Нет, не всегда. От 100 °C до 4 °C вода становится все тяжелее, но затем опять легкая, следовательно — занимает опять все больше места. Как это проверить? Лучше всего таким образом. В маленькую бутылочку наливаем доверху холодной воды и плотно закрываем пробкой. Зимой принесем с улицы в кастрюле немного снега или мелкого льда и смешаем все с поваренной солью. На 3 ложки льда или сбитого снега берем 1 ложку соли. В смесь ставим бутылочку с водой. Лед или снег с солью обладают очень низкой температурой, приблизительно около —17 °C. Через 30–40 минут вода замерзнет и бутылочка лопнет, так как замерзающая вода в ней не поместится. Собственными глазами мы увидим, что остывающая вода до температуры ниже 4 °C увеличивает свой объем.