Марк Волынский - Необыкновенная жизнь обыкновенной капли
приложение
мэк
(Малая энциклопедия капли)
Атмосферная (или метеорологическая) оптика — изучает световые явления в атмосфере и находящиеся там частицы влаги, «заведует» великолепным и разнообразным «световым оформлением»: радугой, венцами — световыми нимбами и кольцами вокруг различных светильников (фонарей и др.). Венцы — родственники радуги, та же физическая природа — дифракция света на мелких капельках; вертикальные световые столбы от кристалликов льда, витающих в морозном воздухе, эти кристаллики имеют форму равно ориентированных призм, одинаково преломляющих свет.
Аэрозоль — капли, взвешенные в газе. Так, простейший пневматический ингалятор лечит нас от ОРЗ, подавая струю воздуха с каплями лекарства в носоглотку; приводится в действие импульсом давления при нажатии на поршенек.
Брызгун-рыба — живет в жарких странах, пропитание добывает с помощью капли, снайперски точно сбивая насекомое с ветвей, нависших над водоемом. Не камень и палка, а капля — вот метательное оружие, использованное животными задолго до первобытного человека.
Вильсона камера. Принцип устройства гениально прост (так и выскочил неувядаемый трюизм), босуд с влажным очищенным воздухом содержит поршень, его быстрое движение увеличивает объем камеры, и воздух резко охлаждается (газ тратит энергию на работу расширения). Пары влаги становятся переохлажденными, готовыми образовать мельчайшие капельки тумана. Элементарные частицы (α,β-частицы, электроны и т. д.), влетая в камеру Вильсона и сталкиваясь с молекулами газа, ионизируют их, превращают в центры конденсации, результат—четкий след в виде траектории из капелек мгновенно выпавшей влаги по ходу траектории движения частицы. Невидимое стало зрйМым. Нр, согласно известному принципу неопределенности Гейзенберга, координаты электрона нельзя точно указать.
Линия в камере Вильсона, конечно, не рисует не доступный прямому наблюдению призрачный путь электрона в микромире. След в камере — лишь пунктир матовых фонариков-капелек, развешенных по углам невидимой, ломаной трассы летящей частицы — осредненный образ траектории в микромире.
Камера Вильсона, помещенная в магнитное поле, позволила открыть американцу Андерсону (1932) позитрон, частицу с положительным зарядом, предсказанную знаменитым английским физиком Дираком. Камера Вильсона, дав науке многое, достигла пределов своих возможностей. В разряженной среде газа стремительные частицы высоких энергий пролетают слишком большие интервалы между соударениями, не вступая во взаимодействие ни с ядрами, ни с электронной оболочкой атома. Камера Вильсона для их обнаружения стала слишком короткой. Уступая первые роли, она передала эстафету пузырьковой камере (см. Пузырьковая камера).
Воздушно-реактивные двигатели (ВРД). Двигатели, тяга которых создается благодаря реакции воздушной струи; ускорение струи обеспечивается процессами распыливания, смесеобразования топливовоздушной смеси с последующим ее сгоранием.
Горящая капля — капля топлива, окруженная пламенем, возникающим в результате окисления ее паров окружающим воздухом (подвижным или неподвижным).
Град:
— замерзшие капли дождя;
— название дождевальной оросительной машины; нашла неожиданное применение для намывания ледяных дорог, строительства переправ и даже мостов через водные преграды.
Гроза. Все знают, что это атмосферное явление электрической природы, Но до сих пор нет еще толкового объяснения, каким образом молния успевает за тысячные доли секунды своего рождения собрать заряды с миллионов миллиардов капелек в грозовом облаке.
Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) — так обычно (хотя и не совсем точно) называют машины по преобразованию энергии в механическую работу, в которых сжигание топлива происходит в специальных камерах— цилиндрах. Один из классификационных признаков ДВС — способы подготовки топливо-воздушной смеси. Их два: внешнее смесеобразование и внутреннее.
При первом способе смесь готовится в специальном устройстве — карбюраторе, где бензин через тонкий канал-жиклер распыливается в быстрой струйке воздуха. Топливный факел с основным воздушным потоком, поступающим из атмосферы, засасывается в цилиндр на такте впуска, когда поршень отходит от верхней точки и создает разряжение. По пути в трубопроводе капельки и часть жидкости на стенках трубы испаряются и перемешиваются с воздухом. В конце такта сжатия смесь над цилиндром поджигается электроискрой и бурно сгорает. Выделившаяся энергия создает высокое рабочее давление на поршень.
Для второго способа смесеобразования никакой специальной «кухни» не требуется. По этому способу работает двигатель немецкого инженера Рудольфа Дизеля— дизель (год изобретения 1897-й). Это машина- «верблюд», мощная, выносливая и экономичная, поскольку довольствуется более дешевыми фракциями нефти — керосиновыми, газойлевыми, соляровыми.
Топливо в дизеле впрыскивается непосредственно в камеру сгорания через форсунку под высоким давлением подачи — около 150 кгс/см2. «Кормление» происходит в конце такта сжатия, когда давление над поршнем достигает 75 кгс/см2. Качество распыливания обеспечивается высоким давлением среды и скоростью впрыска топлива. В конце такта происходит самовоспламенение и сгорание смеси.
Столетие труда и неустанной работы человеческой мысли довело идею ДВС до совершенства и дало людям надежный и самый массовый двигатель для самых разных видов транспорта.
Дождь по заказу — см. Облака.
Дробление капель — цепной процесс уменьшения размеров капель в результате их сплющивания потоком воздуха с последующим распадом образовавшегося диска и далее тороидального кольца на более мелкие капли.
Жидкостная экструзия — метод извлечения примеси, растворенной в жидкости. Жидкость, содержащую смесь, распыливают в другой жидкости, с ней не смешивающейся. С этой второй жидкостью примесь «охотнее» соединяется. Например, для извлечения альдегида из эфира его распыливают в воде, с которой он не смешивается: альдегид переходит из эфира в воду.
Жидкостные ракетные двигатели (ЖРД) — реактивный двигатель, работающий на жидком топливе. Ускорение реактивной газовой струи, выходящей из сопла ЖРД, обеспечивается процессами распыливания, смесеобразования и горения первоначально жидких капель топлива и окислителя.
Змеиного яда капля — биологическое отравляющее вещество, изобретенное природой для целей охоты и защиты; в малых концентрациях служит очень ценным лекарственным препаратом. Змей разводят в специальных серпентариях, где происходит их регулярное «доение» для собирания яда. Капелька яда стоит дороже такой же капли золота.
Инверсионный (конденсационный) след — туманный след за самолетом на высотах 8—12 километров, состоящий из мелких водяных капелек, которые конденсируются в струях выхлопных газов двигателя, содержащих водяные пары; при сгорании килограмма керосина образуется 1,2 килограмма водяного пара.
Ингалятор — см. Аэрозоль.
Инфекция капельная — инфекция, содержащая микробы и вирусы в капельках, особенно в выделениях из носоглотки. Каждый чихающий больной гриппом — «отравленная форсунка» с дальнобойностью до нескольких метров — опасен для окружающих.
Кавитация — возникновение пузырьков газа в определенных зонах жидкости, где создаются условия местного «микровскипания». Такие пузырьки могут рождаться в области быстрых течений. Там, согласно закону Бернулли, давление жидкости сильно падает, достигая уровня упругости паров. При схлопывании пузырьков обнаруживается их вредный, «колючий» норов: возникают мгновенные пики высоких давлений — миллионы уколов, разрушающих высокооборотные гребные винты кораблей, подводные сооружения гидроплотин и т. д.
Капельница — простейший каплеобразователь для бытовых и медицинских нужд, часто вставляется в виде миниатюрной пластиковой пробочки в горлышко пузырька с лекарствами — говорить вроде не о чем, он вообще не имеет устройства. Не совсем так. Вспомните попытку получить серию ровных капель в обычном пузырьке с узким горлышком. Вы наклонили пузырек, даже опрокинули, но капель нет. Не пускает разряжение между дном пузырька и жидкостью; внешнее атмосферное давление больше статического в жидкости пузырька. Капельница должна иметь два отдельных канала: 1) для сообщения сосуда с атмосферой и устранения разряжения; 2) для выхода капель. Современные пластиковые капельницы компактны и технологичны, но иногда работают нечетко — воздушный микроканал расположен близко от основного (их нетрудно разглядеть) и может забиваться жидкостью. Кое-где сохранились «добрые старые» капельницы с притертой пробкой, имевшей два тонких канала-бороздки, они продолжались на поверхности горлышка. Поворот пробки — и обе пары бороздок на пробке и горлышке совмещены, действие безотказное.
