Скачать + смотреть онлайн

видео 2022

бесплатно в хорошем качестве HD

Строго запрещено смотреть анал видео. Крутые - все самые шикарные мамки видео. Мега лучший пердос video.

PhysBook
PhysBook
Представиться системе

Kvant. Идея есть

Материал из PhysBook

Лазарян А. Идея есть, и не одна //Квант. — 1990. — № 7. — С. 58-59,69.

По специальной договоренности с редколлегией и редакцией журнала "Квант"

В сентябрьском номере журнала за прошлый год нашим читателям было предложено решить такую задачу:

С океанского лайнера упала за борт древнегреческая статуя, имеющая большую художественную ценность. С помощью подводных телекамер удалось найти то место на большой глубине, где лежит, частично зарывшись в ил, статуя.

Необходимо поднять статую за довольно короткий срок (по прогнозам надвигается сильный шторм). Снаряжение водолазной экспедиции за такой срок невозможно. На борту лайнера имеются тросы и лебедки достаточной грузоподъемности. Оборудование для подведения тросов к статуе может быть сброшено на парашюте с самолета (его можно быстро вызвать с берега). Однако проблема в том, что статуя слишком деликатный груз: ее могут повредить тросы и крючья. Как быть?

Тех, кто возьмется за решение этой задачи, мы предупреждали: ни в коем случае не следует начинать поиск решения с хаотического перебора вариантов, выдумывать громоздкие приспособления. Прежде всего необходимо уяснить, что надо сделать, а потом уже рассуждать о том, с помощью какого известного вам физического эффекта можно достичь желаемого результата. Задача считается решенной, если найдена базовая идея, т. е. вы нашли тот самый физический эффект.

Так какие же идеи родились у наших читателей в связи с задачей «Статуя с морского дна»? Обратимся к письмам.

Многие предлагают для извлечения статуи использовать присоски. Вот что пишет Виктор Алтуев из Красноярска: «Лучше всего использовать присоски. Сила, с которой они будут прикрепляться к поверхности статуи, пропорциональна глубине, на которой находится статуя». Все верно, но Виктор не учел трех вещей: 1) статуя неровная, поэтому к ней нелегко прикрепить присоску так, чтобы она хорошо держалась; 2) статуя увязла в иле, а потому, когда ее начнут поднимать, под ней образуется разрежение, и сила гидростатического давления будет препятствовать извлечению статуи (вспомните «магдебургские полушария»); 3) по мере подъема статуи гидростатическое давление, прижимающее присоску к статуе, будет падать, и статуя может оторваться. Конечно, все эти препятствия преодолимы. Например, можно совершенствовать присоски, размывать ил одновременно с вытягиванием статуи, подхватить статую неводом где-нибудь на середине пути. Но все-таки это достаточно сложно.

В некоторых письмах предлагается использовать липучку для того, чтобы приклеить трос к статуе, и тогда не будет сложностей с ее извлечением. Что ж, неплохо. Но проблема возникает с последующим отделением липучки. Если бы ребята знали, что существуют электрореологические и магнитореологические жидкости, которые меняют свою вязкость вплоть до «затвердевания» соответственно в электростатическом и магнитном полях, то они вышли бы на вполне патентоспособное решение. Такие жидкости легко снимаются в отсутствие поля.

Дмитрий Коновалов из Петрозаводска предложил использовать жидкий металл для прикрепления троса к статуе: «Если подвести к статуе контейнер с припоем, расплавить металл с помощью нагревателя, то после застывания металла мы получим надежное соединение, благодаря которому вытащить статую из ила не составит труда». Надо отметить, что подобный метод подъема предметов с морского дна был недавно запатентован в Великобритании. Но согласитесь, что припой может повредить статую. И потом — из чего сделана статуя? Ведь припаять трос можно не к любому материалу.

Наиболее красивое решение, на наш взгляд, — это приморозить статую к захватному органу, опускаемому на тросе. В качестве источника холода могут быть использованы сжиженные газы или сухой лед, которые можно доставить спецрейсом самолета и спустить на парашюте. Такое решение предложили члены кружка «Юные изобретатели» из школы села Сепыч Верещагинского района Пермской области, А. Школьников (Москва), А. Скабелин (Барановичи) и многие другие ребята.

Самые обстоятельные ответы прислали Александр Чернов из Москвы и Андрей Волошин из Горького. Саша предложил примораживать статую к захвату с использованием жидкого азота, а получаемый при этом газообразный азот направлять для заполнения эластичных емкостей, используемых для поднятия статуи, как понтоны. Жидкий азот имеет при атмосферном давлении температуру кипения 77,3 К (или -195,7 °С). В окружающей статую воде (температура не менее 4 °С) жидкий азот будет активно испаряться, отбирая тепло у воды. Так что захват окажется «приклеенным» к статуе льдом. Андрей же остановился на сухом льде (т. е. твердом углекислом газе) и предложил наморозить льдину, которая всплывает, увлекая за собой статую. Сухой лед имеет температуру возгонки при атмосферном давлении 34 °С. Возгонка сухого льда будет сопровождаться охлаждением окружающей статую воды и формированием льдины.

Давайте обсудим оба эти проекта. В способе Саши Чернова имеется следующий недостаток: при подъеме увеличивается разность давлений между газом внутри емкостей и водой снаружи, что может привести к разрыву емкостей. Во избежание этого можно поставить клапан, который будет стравливать воздух по мере подъема статуи. Можно предложить и более красивое решение — вырезать отверстие внизу емкости, и по мере снижения гидростатического давления азот будет свободно выходить через него.

При использовании в качестве хладагента сухого льда, как предложил Андрей, возникнут трудности следующего порядка. Так как удельная теплота плавления льда и теплота возгонки кристаллического углекислого газа сравнимы между собой, то для подъема статуи придется опускать под воду значительный объем сухого льда, а это дополнительные сложности.

Теперь зададимся вопросом: а будет ли сухой лед на глубине испаряться? К сожалению, в школе слова «агрегатное состояние вещества зависит от температуры и давления» усваиваются механически, без должного осмысления. А напрасно. Критическое давление твердой углекислоты pк ~ 7,3 МПа. Для замораживания воды необходима температура ниже 0 °С. Однако возгонка кристаллической углекислоты невозможна при давлениях больших pк, т. е., начиная с глубины h ~ 730 м, сухой лед, испаряясь, не сможет охладить воду до температуры замерзания, и использование его в качестве хладагента становится бесполезным. Что же будет происходить? Сухой лед на этой глубине будет нагреваться как твердое тело и при нуле градусов будет еще твердым. Скрытая теплота испарения будет поглощаться. Так что, если статуя упала на глубину большую, чем 730 м, то бесполезно пытаться примораживать ее к захвату сухой углекислотой.

Но все же идея Андрея Волошина об использовании выталкивающей силы льда очень привлекательна. Мне лично представляется интересной конструкция батискафа с намораживаемым льдом.

Напомню, что традиционные батискафы снабжены балластом, который они сбрасывают при подъеме со дна. Подъемная сила создается емкостью с бензином. Бензин используется в связи с его малой сжимаемостью (интересно, что емкость открыта снизу, так как при таких давлениях нельзя считать бензин вовсе несжимаемой жидкостью).

Батискаф, в котором используется выталкивающая сила льда. 1 — шар-гондола, 2 — намораживаемая «шуба» из льда, 3 — емкости с жидким газом (который может использоваться и для дыхания), 4 — полый стержень для примораживания ила со дна (жидкий воздух подается в стержень, и ил примерзает к нему).

Батискаф, в котором используется выталкивающая сила льда, может более свободно маневрировать (ведь в нем маневр не связан со сбросом балласта). В качестве хладагента лучше использовать жидкий кислород, который после испарения может быть использован и для питания двигательной установки батискафа. Традиционную конструкцию обычно снабжают манипулятором для взятия проб грунта со дна. Вы, наверное, уже догадались, что наша конструкция со льдом может обойтись без сложных захватных устройств манипулятора — образцы породы можно примораживать. Особенно ценным такой способ взятия проб может сказаться при исследовании ила. Любой механический манипулятор при зачерпывании обязательно смешает собираемые осадочные породы. А замерзший ил, вытащенный с помощью примораживающего устройства, можно исследовать послойно.

Итак, читатель, наверное, обратил внимание на некоторые особенности решения изобретательских задач с использованием физических принципов. Во-первых, решение находится не на пути создания сложного механизма, а за счет использования какого-нибудь физического эффекта. Во-вторых, найденный физический принцип в большинстве случаев оказывается применим для решения целой группы задач. В-третьих, наиболее красивые решения — это те, в которых используется сразу несколько физических свойств задействованных веществ. Так, в решении Саши Чернова азот вначале используется как хладагент, а потом — как наполнитель оболочки, обеспечивающей подъемную силу.

В заключение хочется поблагодарить всех ребят, приславших нам письма, и предложить следующую задачу.

Задача 2. «Сушка меха» В пушной промышленности возникает проблема сушки меха после мытья. Волоски меха слипаются, образуя неприглядные «сосульки». Это портит внешний вид меха. Нужно найти способ, позволяющий разделить волоски меха в процессе сушки.

Смотреть HD

видео онлайн

бесплатно 2022 года