www.diagram.com.ua
www.diagram.com.ua

Русский: Русская версия English: English version

Translate it!

+ Поиск по всему сайту
+ Поиск по журналам
+ Поиск по статьям сайта
+ Поиск по каталогу схем
+ Поиск по схемам СССР
+ Поиск по Библиотеке

ВСЕ СТАТЬИ А-Я

БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
СПРАВОЧНИК
АРХИВ СТАТЕЙ

НОВОСТИ НАУКИ И ТЕХНИКИ, НОВИНКИ ЭЛЕКТРОНИКИ

ФОРУМЫ
ВАШИ ИСТОРИИ ИЗ ЖИЗНИ
ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ
ОТЗЫВЫ О САЙТЕ

КАРТА САЙТА

Бесплатная техническая библиотека РАЗДЕЛЫ БЕСПЛАТНОЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ БИБЛИОТЕКИ:
Архив и лента новостей
Книги и сборники
Технические журналы
Архив статей и поиск
Схемы и сервис-мануалы
Электронные справочники
Русские инструкции
Радиоэлектронные и электротехнические устройства

СКАЧАЙТЕ БЕСПЛАТНО:

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ БЕСПЛАТНО:
Автомобиль
Автомобильные электронные устройства
Аккумуляторы, зарядные устройства
Акустические системы
Альтернативные источники энергии
Антенны
Антенны КВ
Антенны телевизионные
Антенны УКВ
Антенные усилители
Аудио и видеонаблюдение
Аудиотехника
Блоки питания
Бытовая электроника
Бытовые электроприборы
Видеотехника
ВЧ усилители мощности
Галогенные лампы
Генераторы, гетеродины
Гирлянды
Гражданская радиосвязь
Детекторы напряженности поля
Дозиметры
Дом, приусадебное хозяйство, хобби
Зажигание автомобиля
Заземление и зануление
Зарядные устройства, аккумуляторы, батарейки
Защита электроаппаратуры
Звонки и аудио-имитаторы
Измерения, настройка, согласование антенн
Измерительная техника
Индикаторы, датчики, детекторы
Инструмент электрика
Инфракрасная техника
Кварцевые фильтры
Компьютерные интерфейсы
Компьютерные устройства
Компьютерный модинг
Компьютеры
Личная безопасность
Люминесцентные лампы
Медицина
Металлоискатели
Микроконтроллеры
Микрофоны, радиомикрофоны
Мобильная связь
Модернизация радиостанций
Модуляторы
Молниезащита
Музыканту
Начинающему радиолюбителю
Ограничители сигнала, компрессоры
Освещение
Освещение. Схемы управления
Охрана и безопасность
Охрана и сигнализация автомобиля
Охрана и сигнализация через мобильную связь
Охранные устройства и сигнализация объектов
Переговорные устройства
Передатчики
Передача данных
Предварительные усилители
Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы
Применение микросхем
Пускорегулирующие аппараты люминесцентных ламп
Работа с CAD-программами
Радиолюбительские расчеты
Радиолюбителю-конструктору
Радиоприем
Радиостанции портативные
Радиостанции, трансиверы
Радиоуправление
Разная бытовая электроника
Разные компьютерные устройства
Разные узлы радиолюбительской техники
Разные устройства гражданской радиосвязи
Разные электронные устройства
Разные электроустройства
Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы
Регуляторы тембра, громкости
Регуляторы тока, напряжения, мощности
Сварочное оборудование
Светодиоды
Синтезаторы частоты
Смесители, преобразователи частоты
Спидометры и тахометры
Справочник электрика
Справочные материалы
Стабилизаторы напряжения
Студенту на заметку
Телевидение
Телефония
Теория антенн
Техника QRP
Технологии радиолюбителя
Технология антенн
Трансвертеры
Узлы радиолюбительской техники
Усилители мощности
Усилители мощности автомобильные
Усилители мощности ламповые
Усилители мощности транзисторные
Усилители низкой частоты
Устройства защитного отключения
Фильтры и согласующие устройства
Цветомузыкальные установки
Цифровая техника
Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки
Электрику
Электрику. ПТЭ
Электрику. ПУЭ
Электрические схемы автомобилей
Электрические счетчики
Электричество для начинающих
Электробезопасность, пожаробезопасность
Электродвигатели
Электромонтажные работы
Электронный впрыск топлива
Электропитание
Электроснабжение
Электротехнические материалы

СТАТЬИ БЕСПЛАТНО:
Батарейки и аккумуляторы
Большая энциклопедия для детей и взрослых
Биографии великих ученых
Важнейшие научные открытия
Детская научная лаборатория
Должностные инструкции
Домашняя мастерская
Жизнь замечательных физиков
Заводские технологии на дому - простые рецепты
Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
Искусство аудио
Искусство видео
История техники, технологии, предметов вокруг нас
И тут появился изобретатель
Конспекты лекций, шпаргалки
Крылатые слова, фразеологизмы
Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
Любителям путешествовать - советы туристу
Мобильные телефоны
Моделирование
Опыты по физике
Опыты по химии
Нормативная документация по охране труда
Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
Охрана труда
Параметры, аналоги, маркировка радиодеталей
Радио - начинающим
Секреты ремонта
Советы радиолюбителям
Строителю, домашнему мастеру
Справочная информация
Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
Функциональный состав импортных ТВ
Функциональный состав, пульты, шасси, эквиваленты импортных телевизоров
Чудеса природы. Увлекательное путешествие вокруг земного шара
Шпионские штучки
Электрик в доме
Эффектные фокусы и их разгадки

ЖУРНАЛЫ БЕСПЛАТНО:
Блокнот Радиоаматора
Домашний компьютер
Домашний ПК
КВ журнал
КВ и УКВ
Квант
Компьютерра
Конструктор
Левша
Моделист-конструктор
М-Хобби
Наука и жизнь
Новости электроники
Новый Радиоежегодник
Популярная механика
Радио
Радио Телевизия Електроника
Радиоаматор
Радиодело
Радиодизайн
Радиокомпоненты
Радиоконструктор
Радиолюбитель
Радиомир
Радиосхема
Радиохобби
Ремонт и сервис
Ремонт электронной техники
Сам
Сервисный центр
Силовые машины
Схемотехника
Техника - молодежи
Химия и жизнь
ЭКиС
Электрик
Электроника
Юный техник
Юный техник для умелых рук
Я - электрик
A Radio. Prakticka Elektronika
Amaterske Radio
Chip
Circuit Cellar
Electronique et Loisirs
Electronique Pratique
Elektor Electronics
Elektronika dla Wszystkich
Elektronika Praktyczna
Everyday Practical Electronics
Evil Genius
Funkamateur
Nuts And Volts
QEX
QST
Radiotechnika Evkonyve
Servo
Stereophile

КНИГИ СЕРИЙНЫЕ БЕСПЛАТНО:
Библиотека по автоматике
Библиотека электромонтера
Библиотечка Квант
Библиотечка электротехника
Знай и умей
Массовая радиобиблиотека

КНИГИ ПО РАДИОТЕХНИКЕ И ЭЛЕКТРОНИКЕ БЕСПЛАТНО:
Автомобиль
Аппаратура СВЧ
Запись и воспроизведение звука
Ламповая аппаратура
Начинающему радиолюбителю
Охрана и безопасность
Радиолокация, навигация
Радиотехнические технологии
Радиоуправление, моделизм
Робототехника
Схемотехника
Теоретическая электроника, радиотехника
Усилители
Цифровая обработка сигналов
Электроника в быту
Электроника в медицине
Электроника в науке
Электроника для музыканта

КНИГИ ПО РЕМОНТУ БЕСПЛАТНО:
Ремонт аудиотехники
Ремонт бытовая техники
Ремонт видеотехники
Ремонт телевизоров ламповых
Ремонт телевизоров полупроводниковых
Ремонт мониторов
Ремонт оргтехники
Ремонт радиоприемников
Ремонт телефонов и факсов
Спутниковое телевидение
Теория телевидения
Теория ремонта электроники

КНИГИ ПО ИЗМЕРЕНИЯМ БЕСПЛАТНО:
Измерения и метрология
Измерительная аппаратура
Измерительная техника. Схемы и описания

КНИГИ ПО СВЯЗИ БЕСПЛАТНО:
Антенны
Аппаратура любительской радиосвязи
Линии связи, передача данных
Мобильные телефоны
Теория и практика радиосвязи

КНИГИ ПО ЭЛЕКТРИКЕ БЕСПЛАТНО:
Автоматика, автоматизация, управление
Аккумуляторы, элементы питания, зарядные устройства
Альтернативные источники энергии
Источники питания, стабилизаторы, преобразователи
Молниезащита
Осветительная аппаратура
Охрана труда, электробезопасность, пожаробезопасность
Релейная защита
Сварка, сварочное оборудование
Теория электротехники
Устройства телемеханики
Электрику, электромонтажнику, электромеханику
Электрические сети, воздушные и кабельные линии
Электродвигатели
Электрооборудование
Электропривод
Электростанции, подстанции
Электротехнические справочники
Энергетика, электроснабжение

СБОРНИКИ БЕСПЛАТНО:
В помощь радиолюбителю
Радиоаматор-лучшее
Радиоежегодник

СПРАВОЧНИКИ БЕСПЛАТНО:
Зарубежные микросхемы и транзисторы
Измерительная техника. Схемы и описания
Медицинская аппаратура
Механизмы импортной аудио и видеоаппаратуры
Прошивки зарубежной аппаратуры
Пульты ДУ импортных телевизоров
Радиокомпоненты Atmel
Радиокомпоненты Cirrus Logic
Радиокомпоненты Maxim
Радиокомпоненты Microchip
Радиокомпоненты Mitsubishi
Радиокомпоненты Motorola
Радиокомпоненты National Semiconductor
Радиокомпоненты Panasonic
Радиокомпоненты Philips
Радиокомпоненты Rohm
Радиокомпоненты Samsung
Радиокомпоненты Sharp
Радиокомпоненты Sony
Радиокомпоненты Toshiba
Соответствие моделей и шасси телевизоров
Строчные трансформаторы HR
Строчные трансформаторы Konig

СХЕМЫ И СЕРВИС-МАНУАЛЫ БЕСПЛАТНО:
Бытовая техника Beko
Бытовая техника Braun
Бытовая техника Candy
Бытовая техника Elenberg
Бытовая техника Elica
Бытовая техника Gorenje
Бытовая техника Hansa
Бытовая техника Merloni
Бытовая техника SEB
Бытовая техника Snaige
Бытовая техника Stinol
Бытовая техника Universal
Бытовая техника Whirpool

Зарубежные DVD-плееры
Зарубежные автомагнитолы
Зарубежная аудиоаппаратура
Зарубежные видеокамеры
Зарубежные видеомагнитофоны и видеоплееры
Зарубежные мониторы
Зарубежные моноблоки
Зарубежные телевизоры
Зарубежные телефоны
Зарубежные факсы

Мобильники Benq-Siemens
Мобильники Eastcom
Мобильники Ericsson
Мобильники Fly Bird
Мобильники LG
Мобильники Maxon
Мобильники Mitsubishi
Мобильники Motorola
Мобильники Nokia
Мобильники Panasonic
Мобильники Pantech
Мобильники Samsung
Мобильники Sharp
Мобильники Siemens
Мобильники Sony-Ericsson
Мобильники TCL
Мобильники Voxtel

Отечественные телевизоры
Отечественная аудиоаппаратура

Справочники по вхождению в режим сервиса

Схемы блоков питания импортных телевизоров и видеотехники

Телевизоры Avest
Телевизоры Beko
Телевизоры, аудио, видеотехника Elenberg, Cameron, Cortland
Телевизоры Erisson
Телевизоры Rainford
Телевизоры Roadstar
Телевизоры Rolsen
Телевизоры Vestel
Телевизоры Витязь
Телевизоры Горизонт
Телевизоры Рекорд
Телевизоры Рубин

Станки металлообрабатывающие
Электроинструмент Bocsh
Электроинструмент Makita

БЕСПЛАТНЫЙ АРХИВ СТАТЕЙ
(150000 статей в Архиве)

АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ СТАТЕЙ:
Библиотечка Квант указатель
Библиотека по автоматике указатель
Библиотека электромонтера указатель
Библиотечка электротехника указатель
Блокнот Радиоаматора указатель
В помощь радиолюбителю указатель
Знай и умей указатель
Массовая радиобиблиотека указатель
КВ и УКВ указатель
КВ журнал указатель
Квант указатель
Конструктор указатель
Моделист-конструктор указатель
Наука и жизнь указатель
Новости электроники указатель
Новый Радиоежегодник указатель
Популярная механика указатель
Радио указатель
Радиоаматор указатель
Радиоаматор-лучшее указатель
Радиоежегодник указатель
Радиодело указатель
Радиодизайн указатель
Радиокомпоненты указатель
Радиоконструктор указатель
Радиолюбитель указатель
Радиомир указатель
Радиосхема указатель
Радиохобби указатель
Ремонт и сервис указатель
Ремонт электронной техники указатель
Сам указатель
Сервисный центр указатель
Силовая электроника указатель
Схемотехника указатель
Техника - молодежи указатель
Химия и жизнь указатель
ЭКиС (Электронные компоненты и системы) указатель
Электрик указатель
Электроника указатель
Юный техник указатель
Я - электрик указатель

СПРАВОЧНИК БЕСПЛАТНО

ПАРАМЕТРЫ РАДИОДЕТАЛЕЙ БЕСПЛАТНО

ДАТАШИТЫ БЕСПЛАТНО

ПРОШИВКИ БЕСПЛАТНО

РУССКИЕ ИНСТРУКЦИИ БЕСПЛАТНО


Стол заказов СТОЛ ЗАКАЗОВ:

СХЕМЫ ПОД ЗАКАЗ:
Импортные DVD
Импортные автоаудио
Импортные аудио
Импортные видеокамеры
Импортные видеомагнитофоны
Импортные кондиционеры
Импортные мониторы
Импортные моноблоки
Импортные проекторы
Импортные СВЧ-печи
Импортная спутниковая аппаратура
Импортные стиральные машины
Импортные телевизоры
Импортные телефоны
Импортные факсы
Импортные фотоаппараты
Импортные холодильники

Отечественные автоаудио
Отечественные видеомагнитофоны
Отечественные магнитофоны
Отечественные мониторы
Отечественные приборы
Отечественные радиолы
Отечественные радиоприемники
Отечественные усилители
Отечественные цветные телевизоры
Отечественные черно-белые телевизоры
Отечественные электрофоны


Бонусы БОНУСЫ:

НА ДОСУГЕ:
Интерактивные флеш-игры
Игры он-лайн
Ваши истории
Загадки для взрослых и детей
Знаете ли Вы, что...
Зрительные иллюзии
Веселые задачки
Каталог Вивасан
Палиндромы
Сборка кубика Рубика

ИСТОРИИ ИЗ ЖИЗНИ

ССЫЛКИ

ДОБАВИТЬ В ЗАКЛАДКИ

Оставить отзыв о сайте

ДИАГРАММА
© 2000-2018

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

Перевод:
Наталья Кузнецова

Контакты

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на http://www.diagram.com.ua

сделано в Украине
сделано в Украине

Диаграмма. Бесплатная техническая библиотека

Бесплатная техническая библиотека Бесплатная техническая библиотека Как скачивать файлы с сайта? Как скачивать файлы с сайта? Добавить в закладки, оставить отзывДобавить в закладки, оставить отзыв

Детская научная лаборатория

Бесплатная библиотека / Статьи / Детская научная лаборатория

Большая ложка природы

Справочник / Детская научная лаборатория

Комментарии к статье Комментарии к статье

В феврале 1970 года недалеко от острова Мартиника в Карибском море трое американских ученых - Г. Стоммел, Л. Хоуард и Д. Нергард - с завидным упорством пытались загнать под воду километровую пластмассовую кишку вроде той, что употребляют садоводы для поливки цветов и деревьев. Гибкая кишка запутывалась и ломалась, доставляя немало хлопот ученым, по они все же добились своего: в конце концов кишка "повисла" вертикально - от поверхности воды до глубины 1000 метров. И тогда ученые увидели то, что хотели увидеть: они экспериментально проверяли теоретические положения, высказанные за 14 лет до этого Г. Стоммелом, А. Аронгом и Д. Блэнгардом в работе "Океанографическая загадка", и убедились, что положения эти справедливы.

Авторы названной теоретической работы, изучив распределение плотности воды в зависимости от ее солености и температуры в различных районах Мирового океана на различной глубине, пришли к выводу, что если, например, в Саргассовом море около Бермудских островов опустить вертикально медную трубу, скажем, длиной 1000 метров и внутренним диаметром 2 сантиметра так, чтобы конец торчал над водой не слишком высоко, то можно будет наблюдать удивительное явление, которое авторы назвали "вечным солевым фонтаном". Чтобы запустить этот фонтан, достаточно подсоединить верхний конец трубы к насосу, включить его и держать включенным ровно столько, сколько требуется для того, чтобы поднять наверх порцию менее соленой воды с тысячеметровой глубины.

После этого насос можно отсоединить, а вода из трубы будет бить фонтаном сама по себе.

Дело в том, что насос увлекает в трубу с тысячеметровой отметки холодную воду менее соленую, чем вода в более высоких слоях. Поднимаясь вверх, вода несколько нагревается, получая тепло через стенки трубы от несколько более нагретой воды верхних слоев. Медные стенки трубы обеспечивают теплообмен, но не обмен солью, так что вода в трубе по мере продвижения вверх становится теплее, оставаясь мало соленой, а значит, сравнительно мало плотной. Таким образом, столб воды, содержащийся в трубе, легче, чем эквивалентный столб воды вне трубы. Разница в весе дает разницу в давлении, которая в итоге и заставляет менее соленую воду подниматься вверх по трубе. Если конец трубы выступает не слишком высоко над поверхностью, то избыточного давления вполне хватит на то, чтобы приводить в действие "вечный фонтан", и менее соленая вода будет непрерывно выливаться из выступающего конца трубы. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока вода в Саргассовом море хорошенько не перемешается, то есть практически бесконечно долго.

Большая ложка природы
Распределение температуры и плотности воды в тропическом океане создает возможность возникновения солевого фонтана.

Получив солевой фонтан высотой 60 сантиметров, ученые вдруг засомневались: а что, если не различие в плотности, а волны на поверхности заставляют воду подниматься вверх? Волны двигают гибкий, эластичный шланг, прикрепленный к поплавку, и, возможно, превращают его в своего рода насос, который как раз и питает энергией "вечный фонтан". Повторение опыта с негибким шлангом позволило устранить сомнения: солевой фонтан действовал и в этом случае.

Попробуем получить солевой фонтан и мы. Километровый шланг для этого не понадобится, и вместо Бермудских островов нам предстоит отправиться всего лишь на кухню. А тропический океан, вода в котором более теплая и соленая у поверхности и более холодная и менее соленая на глубине, мы смоделируем с помощью широкой кастрюли. Понадобится нам еще и пластмассовый стаканчик, скажем, из-под сыра "Волна", в донышке которого следует булавкой проткнуть дырку.

Большая ложка природы
Фонтанчик пресной воды бьет из отверстия в перевернутом стаканчике, проникая в верхний слой горячего рассола.

Для начала нальем в кастрюлю-океан холодной водопроводной воды из-под крана так, чтобы глубина этого придонного слоя составила 3-4 сантиметра. В воду поставим вверх дном пластмассовый стаканчик с дыркой. Теперь очень осторожно, так, чтобы по возможности избежать перемешивания, станем наливать в кастрюлю теплую воду до тех пор, пока холодная вода не покажется из отверстия стаканчика. И, наконец, смоделируем поверхностный слой тропического океана - для этого (снова с чрезвычайной осторожностью) поверх слоя теплой воды нальем тонкий слой горячей соленой воды.

"Океан" готов.

Если теперь капнуть краской или чернилами над отверстием в стаканчике, то можно увидеть, что из отверстия бьет небольшой фонтанчик воды, моделируя океанический солевой фонтан.

Вода, вытекающая из стаканчика, имеет примерно такую же температуру, что и вода снаружи его на той же глубине, но она менее соленая, а значит, и более легкая. Это и заставляет воду вытекать из стаканчика. Фонтанчик будет действовать до тех пор, пока соль и тепло не распределятся равномерно по всему объему нашего "океана".

Солевые пальцы

Из-за того, что в солевых растворах тепло распространяется гораздо быстрее, чем соль - примерно - раз в сто,- в океане при определенных условиях может существовать своего рода естественная медная труба, вернее, множество мелких трубочек - невидимых каналов, по которым происходит движение воды в воде.

Если над слоем холодной не очень соленой воды размещен слой теплой соленой воды, то на поверхности раздела образуются миниатюрные солевые фонтанчики, получившие название "солевые пальцы",- вверх бьют струйки менее соленой воды, отделенные друг от друга падающими струнками более соленой воды.

Большая ложка природы
Солевые пальцы. Сверху - горячий рассол, снизу - холодная вода.

Непосредственно в океане солевые пальцы наблюдать не удавалось, но на кухне, пожалуйста! Для этого стоит лишь в стакан с холодной водопроводной водой налить подкрашенной соленой горячей воды. Наливать, конечно, следует весьма осторожно, чтобы поверхность раздела между холодной и горячей водой была довольно четкой. Чтобы получить четкую границу раздела между слоями воды в "океане", Д. Уолкер советует лить горячую воду с небольшой высоты на кусочек плавающей дощечки; К. Стонг рекомендует воспользоваться бумажным кружком, опущенным на ниточке к самой поверхности холодной воды в банке.

Большая ложка природы
Горячий рассол надо лить осторожно по стеклянной палочке на кружок, который потом вытаскивается из стакана за нитки.

Через несколько минут, после того как модель будет готова, на поверхности раздела вырастут солевые пальцы длиной от 1 до 5 сантиметров и толщиной около миллиметра. Явление это продолжается довольно долго - от нескольких минут до нескольких часов.

Возникновение и развитие солевых пальцев можно объяснить волновым возбуждением, деформирующим первоначально спокойную поверхность раздела. Капли холодной воды продвигаются вверх в горячую воду, и наоборот. Из-за разницы в скорости распространения тепла и диффузии соли, капли, которые оказались сверху линии раздела, в основном только нагреваются, концентрация соли в них почти не меняется, они становятся легче и продолжают подниматься; капли, очутившиеся снизу от линии раздела, отдают тепло, становятся холоднее, тяжелеют и опускаются.

Большая ложка природы
Механизм возникновения солевых пальцев. Сверху от границы раздела слоев - теплый рассол, ниже - холодная вода. Капли холодной воды, находящиеся на границе слоев, нагреваются, становятся легче и устремляются вверх. Капли теплого рассола, охлаждаясь от соприкосновения с холодной водой, становятся тяжелее и устремляются вниз. Из-за быстрой передачи тепла от рассола к холодной пресной воде (по сравнению с диффузией соли в пресную воду) амплитуда возбуждения увеличивается.

Из-за больших потерь тепла через стенки сосуда опыт с пальцами в солено-теплой среде не всегда сразу получается. Английский физик С. Тернер предложил для опыта более рациональную соляно-сахарную систему, образованную двумя растворами.

Первый раствор - солено-сладкий: две с половиной чайной ложки соли и одна чайная ложка сахарного песку на стакан водопроводной воды.

Второй раствор - сладко-соленый: две чайные ложки сахара и одна чайная ложка соли на стакан водопроводной воды.

Сначала в стеклянную банку заливают солено-сладкий раствор - он образует нижний слой всей системы. Затем очень осторожно, сохраняя поверхность раздела, в ту же банку наливают сладко-соленый раствор; его надо подкрасить (чернила "Радуга" - синие или красные). Солевые пальцы появятся в течение часа и будут существовать несколько часов.

Скорость роста пальцев в этом опыте зависит от скорости диффузии соли, а само их появление связано с тем, что соль диффундирует быстрее, чем сахар. Верхний слой (сладко-соленый) имеет меньшую плотность, чем нижний, и граница между слоями, казалось бы, должна быть стабильной. Но случайно возникающая начальная нестабильность отправляет небольшое количество раствора сахара вниз, и соль проникает в образовавшуюся выпуклость быстрее, чем сахар диффундирует в окружающий его рассол. Выпуклость с добавкой соли становится плотнее своего окружения и устремляется вниз, образуя палец. Точно так же небольшая выпуклость соленой воды из нижнего, более плотного слоя, проникая вверх в сладко-соленый раствор, теряет свою соль быстрее, чем приобретает сахар, становится легче своего окружения и устремляется вверх в виде растущего пальца.

Солевой осциллятор

И, наконец, еще один удивительный опыт, основанный на разности плотностей соленой и пресной воды.

Для опыта потребуется стеклянная банка из-под овощных консервов или тонкий чайный стакан, алюминиевый патрончик из-под валидола или фотопленки. Можно использовать и пластмассовый стаканчик из-под какого-нибудь лекарства. Донышко стаканчика проткните иглой, лучше нагретой, чтобы края отверстия были гладкими. В алюминиевом патрончике дырку легко пробить той же иглой.

Большая ложка природы
Солевой осциллятор Мартина. В банке - вода, в стакан-чине - подкрашенный рассол. Струя рассола появляется с вихревым "зонтиком" на конце.

Большая ложка природы
Осциллятор из чайного стакана и патрончика от валидола.

Налейте холодной воды в банку почти до края. Приготовьте соленую воду (одна-полторы чайные ложечки соли на стакан воды), подкрасьте ее чернилами "Радуга" (синими или красными). Закрепите стаканчик в картонной державке, вырезав в ней отверстие по диаметру стаканчика. Затем опустите его в банку и, наливая раствор соли, добейтесь, чтобы уровень воды в стаканчике стал чуть выше, чем в банке.

Теперь понаблюдайте за происходящим.

Более плотная, более тяжелая соленая вода начинает вытекать через отверстие в стаканчике в пресную воду. Можно предположить, что она так и будет равномерно вытекать до тех пор, пока уровень рассола в стаканчике не уменьшится настолько, что давление вытекающего рассола сравняется с давлением пресной воды в банке на уровне отверстия. Кажется, все так и происходит. Подкрашенная струйка становится тоньше и исчезает. Все? Нет, через некоторое время струя появляется снова и снова исчезает. Так продолжается довольно долго.

Большая ложка природы
Вихревой зонтик в осцилляторе с патрончиком из-под фотопленки.

Что происходит в стаканчике в то время, когда струя прекратилась, легко догадаться, вспомнив первый опыт: там бьет фонтанчик пресной воды - от дна стаканчика, точнее, от отверстия, пресная, то есть более легкая, вода поднимается вверх сквозь толщу рассола. Если бы пресная вода была подкрашена, мы смогли бы наблюдать этот фонтанчик.

Таким образом, получилась некая колебательная система, которую назвали "солевым осциллятором Мартина" по имени ученого, впервые обнаружившего этот эффект в 1970 году. Период колебаний осциллятора зависит в основном от размера отверстия и температуры пресной воды.

В основе действия осциллятора те же механизмы, что и в предыдущих опытах.

Большая ложка природы
Механизм возникновения колебаний в осцилляторе Мартина.

А. Система в равновесии. Ниже отверстия в стаканчике - пресная холодная вода" выше отверстия - более плотная жидкость, рассол.

Б, В. Возникновение нестабильности Релея-Тейлора, "раскачка" и начало течения пресной воды вверх.

Солевой осциллятор,- пишет Д. Уолкер,- это пример системы, которая начинает колебаться после самовозбуждения благодаря нестабильности Релея-Тейлора (нестабильность на разделе слоя более плотной жидкости, лежащей над менее плотной, когда поверхность раздела находится в гидростатическом равновесии), с последующим быстрым возбуждением (раскачкой) на поверхности раздела двух жидкостей. Иначе говоря, в нашем опыте, несмотря на выравнивание давлений в отверстии, слой более плотной жидкости, лежащий над слоем менее плотной жидкости, нестабилен и подвержен неким слабым, случайным возмущениям. Такие возмущения порождают небольшую выпуклость на поверхности раздела двух жидкостей. Из-за разности плотностей некоторое количество менее плотной жидкости оказывается сверху от старой поверхности раздела и некоторое количество более плотной жидкости выдается вниз. Эта нестабильность быстро увеличивается, солевой осциллятор начинает действовать.

Пресная вода, проникая вверх, ускоряет свое течение через отверстие, потому что она оказывается легче соленой воды на том же уровне по другую сторону отверстия. Начинает бить фонтанчик пресной воды, и наступает момент, когда эта струя останавливает истечение соленой воды. Накачка воды в стаканчик постепенно приводит к увеличению высоты жидкости в нем и, следовательно, к увеличению давления на уровне отверстия. Потеря же воды из банки в незначительной степени уменьшает уровень воды в ней, так как банка шире стаканчика. Наконец наступает момент, когда давление соленой воды в отверстии становится достаточно большим, чтобы уменьшить, а затем и вовсе прекратить фонтанчик пресной воды. Цикл закончен. В стаканчике теперь слишком много воды, и струя возникает снова. Постепенно поток уменьшается, пока давление на уровне отверстия снова не выровняется. Потом некоторое случайное возмущение вновь вызывает выпуклость на поверхности раздела - возникает фонтанчик пресной воды. Таким образом, течение чередуется: то вверх, то вниз - это и есть солевой осциллятор. Скорость течения зависит от диаметра отверстия в стаканчике и от вязкости жидкости.

Как и в предыдущем опыте, можно попробовать и другие жидкости, важно только, чтобы они различались по плотности и не смешивались, как, например, смешиваются спирт и вода. Д. Уолкер сообщает, что он пробовал работать с водой, слегка подкрашенной в голубой цвет, и раствором патоки, подкрашенным в красный цвет, и наблюдал, по его словам, почти сказочное зрелище.

Для устройства осциллятора С. Мартин использовал медицинский шприц. Период колебаний был в этом случае равен 4 секундам, а срок работы осциллятора составлял 20 циклов.

Наш осциллятор с алюминиевым патрончиком от валидола, опущенным в чайный стакан, работал с 10-секундным циклом в течение часа.

Большая ложка природы
Большой осциллятор, устроенный из пятилитровой банки и полиэтиленового баллончика.

Большой осциллятор, устроенный из пятилитровой банки и полиэтиленового флакона от отбеливателя "Искра-2", на солевом растворе, слегка подслащенном сахаром и густо подкрашенном синими чернилами, давал длинную струйку с 20-секундным циклом. Кроме вихревого "зонтика" на конце струнки, появляющегося в начале каждого цикла, здесь можно наблюдать и вихревые колечки. Они движутся вниз, обгоняя, пронизывая друг друга, и расплываются у самого дна банки. Некоторые из колечек удалось запечатлеть на фотографии.

Большая ложка природы
Формы вихревых колец в большом осцилляторе.

Мы рассказали о трех опытах, основанных на различиях в плотности соленой и пресной воды. В природе вертикальное перемешивание океанских вод, вызываемое различием плотностей, имеет громадное значение для жизни всего океана. Благодаря ему солнечное тепло, поглощаемое тонким слоем воды, распространяется в глубину. (Справка из БСЭ: слой толщиной всего в 1 сантиметр поглощает 94% солнечной энергии, падающей на поверхность нормальной морской водой и рассолом образовалась зона теплой воды 44,2°С . к соленостью 123 грамма на килограмм. Интерес к этим впадинам вызван еще и тем, что в донных отложениях здесь обнаружено повышенное содержание цинка, меди, свинца, серебра и золота - в 10-метровом верхнем слое осадка их скопилось (по предварительной оценке) на 2,5 миллиарда долларов.

В изучении этих впадин принимали участие и советские ученые на кораблях "Академик Сергей Вавилов" и "Витязь". Ученые предполагают, что возраст рассола во впадинах около 10000 лет.

Другой пример подобной аномалии - озеро Ванда в Антарктике. Непосредственно подо льдом вода в нем пресная, и температура ее 0°С а на глубине 220 метров температура воды уже 25°С, а соленость - около 150 граммов на килограмм.

Как образовались солевые впадины? Насколько точно можно определить возраст рассола, содержащегося в них? Ответить на эти вопросы ученые затрудняются. Для этого надо научиться рассчитывать скорость конвективного перемешивания горячих и плотных рассолов с менее соленой холодной водой, находящейся сверху. Нужно досконально изучить механизм действия "большой ложки" в океане.

Литература:

  1. Д. Уолкер. Фонтанирование солевого раствора.
  2. "Сайентифик Америка", октябрь 1977 г.
  3. К. Стонг. Эксперименты с солевыми фонтанами.
  4. "Сайентифик Американ", июнь 1971 г.
  5. М. Грегг. Микроструктура океана. "Сайентифик Американ", февраль 1973 г.
  6. БСЭ, т. 18, стр. 332.
  7. В. Степанов. Мировой океан. "Знание". М., 1974 г.
  8. "Природа", №5, 1973 г., и №11. 1976 г.
  9. Э. Деген, Д. Росс. Горячие рассолы Красного моря. "Сайентифик Американ", апрель 1970 г.
  10. Г. Дзоценидзе. Горячие рассолы Красного моря и вопросы вулканогенноосадочного рудогенеза. "Геология рудных месторождений", №5, 1972 г.

Автор: В.Лаговский

Смотрите другие статьи раздела Детская научная лаборатория.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Рекомендуем скачать в нашей Бесплатной технической библиотеке:

журналы ЭКиС, Электронные компоненты и системы (годовые архивы)

журналы ЮТ для умелых рук (годовые архивы)

книга Использование реле Д3Т-21 и Д3Т-23 для защиты трансформаторов, автотрансформаторов и блоков. Таубес И.Р., Удрис А.П., 2002

книга Комбинированный измерительный прибор. Бутенко В.И., 1974

статья Автомат включения освещения в прихожей

статья Сигнализатор поворотов

справочник Сервисные режимы телевизоров зарубежных телевизоров. Книга №7

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Имя:

E-mail (не обязательно):

Комментарий:

[lol][;)][roll][oops][cry][up][down][!][?]