Новости    Библиотека    Энциклопедия    Биографии    Ссылки    Карта сайта    О сайте


предыдущая главасодержаниеследующая глава

От чайного стакана к водомерной трубе

Раньше чем разлить чай по стаканам, опытная хозяйка, заботясь об их целости, не забывает положить Кв них ложки, особенно, если они серебряные. Житейский опыт выработал вполне правильный приём. На чём он основан?

Уясним себе прежде, почему вообще стаканы трескаются от горячей воды.

Причина - неравномерное расширение стекла. Горячая вода, налитая в стакан, прогревает его стенки не сразу: сначала нагревается внутренний слой стенок, в то время как наружный не успевает ещё нагреться. Нагретый внутренний слой тотчас же расширяется, наружный же остаётся пока неизменным и испытывает, следовательно, сильный напор изнутри. Происходит разрыв,- стекло лопается.

Не думайте, что вы обеспечите себя от таких "сюрпризов", если обзаведётесь толстыми стаканами. Толстые стаканы - как раз самые непрочные в этом отношении: они лопаются чаще, нежели тонкие. Это и понятно: тонкая стенка прогревается сразу, в ней быстрее устанавливаются равномерная температура и одинаковое расширение,- не так, как в толстом, медленно прогревающемся слое стекла.

Об одном только не надо забывать, выбирая тонкую стеклянную посуду: тонкими должны быть не только боковые стенки, но и дно стакана. При наливании горя чей воды нагревается главным образом дно; если оно толсто, стакан растрескается, как бы тонки ни были его стенки. Легко лопаются также стаканы и фарфоровые чашки с толстым кольцеобразным выступом внизу.

Чем стеклянный сосуд тоньше, тем увереннее можно подвергать его нагреванию. Химики пользуются очень тонкими сосудами и кипятят в них воду прямо на горелке, не тревожась за целость сосуда.

Конечно, идеальной посудой была бы такая, которая вовсе не расширялась бы при нагревании. Чрезвычайно мало расширяется кварц: в 15-20 раз меньше, чем стекло. Толстый сосуд из прозрачного кварца может быть как угодно нагрет,- он не лопнет. Можно смело бросить кварцевый сосуд, нагретый до красного каления, в ледяную воду, не опасаясь за его целость*. Это связано отчасти и с тем, что теплопроводность кварца значительно больше, чем у стекла.

* (Кварцевая посуда ещё тем удобна для лабораторного употребления, что она очень тугоплавка: кварц размягчается только при 1700°.)

Стаканы лопаются не только при быстром нагревании, но и при резком охлаждении. Причина - неравномерное сжатие: наружный слой, охлаждаясь, стягивается и сильно сдавливает внутренний слой, ещё не успевший охладиться и сжаться. Поэтому не следует, например, банку с горячим вареньем выставлять на резкий холод, погружать в холодную воду и т. п.

Вернёмся, однако, к чайной ложечке в стакане. На чём основано её предохраняющее действие?

Резкое различие в нагревании внутреннего и наружного слоя стенок бывает лишь тогда, когда в стакан сразу наливается очень горячая вода: вода тепловатая не вызывает резкой разницы в нагревании, следовательно, и в натяжении различных частей стекла. От тепловатой воды посуда не лопается. Что же происходит, если в стакан положена ложечка? Попав на дно, горячая жидкость, прежде чем нагреть стекло (которое плохо проводит тепло), успевает отдать часть своей теплоты хорошему проводнику - металлу; температура жидкости понижается; из горячей она делается теплой и потому почти безвредной. Дальнейшее же приливание горячего чая не столь уже опасно для стакана, так как он успел немного прогреться.

Словом, металлическая ложка в стакане,- особенно если она массивна, сглаживает неравномерность нагревания стакана и тем предотвращает растрескивание стекла.

Но почему лучше, если ложка серебряная? Потому что серебро - хороший проводник тепла; серебряная ложка быстрее отнимает теплоту от воды, нежели ложка из нержавеющей стали. Вспомните, как серебряная ложка в стакане с горячим чаем обжигает руку! По этому признаку вы даже можете безошибочно определять материал ложки: стальная ложка пальцев не обжигает.

Неравномерное расширение стеклянных стенок ставит Код угрозу целость не только чайных стаканов, но и Ответственных частей парового котла - его водомерных трубок, по которым определяется высота воды в котле, внутренние слои этих стеклянных трубок, нагреваемые горячим паром и водою, расширяются больше наружных. К натяжению, порождаемому этой причиной, прибавляется ещё сильное давление пара и воды в трубке, отчего она легко может лопнуть. Чтобы предотвратить это, Изготовляют иногда водомерные трубки из двух слоев стекла разных сортов: внутренний слой имеет меньший Коэффициент расширения, нежели наружный (трубка Шотта).

предыдущая главасодержаниеследующая глава










© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2019
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку на страницу источник:
http://physiclib.ru/ 'Библиотека по физике'

Рейтинг@Mail.ru