Юный техник, 2006 № 08
Шрифт:
В своей работе Осман Базеран отталкивается от наблюдения, которое сделал Джен Эггер из Чикагского университета: капля, зависшая на кончике крана, связана тонкой нитью со следующей. Но вот капля падает, нить рвется и скрывается внутри крана.
Это навело Эггера на следующую идею: он сравнил каплю воды с грузом, подвешенным на резиновой ленте. Если вес груза увеличивается, как и вес капли, то лента, в конце концов, рвется и конец ее подтягивается вверх. Этот процесс можно рассчитать.
Эггер описал поведение ленты с помощью уравнения и попробовал применить его к каплям воды. «Результаты,
Он не только использовал модель, созданную Эггером, но усовершенствовал ее, описав еще и то, что происходит внутри самой капли. Ученый словно разъял каплю на множество частей, чтобы понять, как они перетекают внутри ее, чтобы выяснить, что бывает после того, как водяная нить разорвется, и как это влияет на дальнейшую динамику капель.
Компьютерная модель позволила пристальнее заглянуть в глубь происходящего: как только капля срывается вниз, то нить, на которой она висела, не сразу оттягивается назад; сперва она сама скручивается в крохотную капельку — так называемую капельку-сателлит. С ее поверхности тут же срываются крохотные частички воды — субсателлиты; они всплывают из глубины этой капельки, как мяч — из воды.
Именно из-за их появления струйные принтеры оставляют нечеткий, чуть размытый оттиск. Теперь, зная, что за микроскопические процессы протекают внутри каждой капли, можно изготовить струйный принтер, работающий гораздо четче.
С такими выводами согласны и европейские физики. Причем, анализируя работу того же струйного принтера, им недавно удалось обнаружить и еще один ранее неизвестный феномен. В момент столкновения водяной капли с бумагой или иной твердой гидрофобной поверхностью от нее, от капли, отделяется тончайшая струйка. Причем скорость этой струйки в 40 раз превосходит скорость падения самой капли!
Это наблюдение Денис Бартоло из французской Ecole Normal Superieureи его коллеги из Нидерландов задокументировали высокоскоростной видеосъемкой и рассчитали, что при начальной скорости капли, равной 50 см в секунду, скорость отделяющейся от нее тонкой струйки равна 20 м в секунду. Однако такого уже не происходит при скорости капли больше 70 см в секунду. Почему? Предполагается, что микроскопический поток воды возникает от столкновения друг с другом и «взрыва» заключенных в капле пузырьков воздуха при деформации капли в результате удара о поверхность. А при увеличении скорости падения капли пузырькам воздуха в капле удержаться уже не удается, и «взрывы» не происходят.
«Полученные результаты важны для понимания практически всех процессов, при которых происходит столкновение капель с поверхностью, — утверждают исследователи. — Речь вдет и о струйной печати, и о капельном орошении, а также опрыскивании пестицидами в агрономии, не говоря уже о применении аэрозолей в современном изобразительном искусстве»…
Александр ВОЛКОВ
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО ИЗ ПРОТОЧНОЙ ВОДЫ
Канадские
В первых опытах, прогнав небольшое количество воды через 450 000 микроканалов, ученым удалось получить достаточно энергии для того, чтобы зажечь светодиод. И это только начало.
По словам ученых, их изобретение может быть использовано, например, для обеспечения работы сотовых телефонов или калькуляторов. Пользователям таких устройств, чтобы «подзарядить» их, понадобится лишь десяток раз нажать на рукоять миниатюрного насоса для перекачки воды внутри электрокинетической батарейки.
Кроме того, хотя количество энергии, получаемой в результате прохождения воды через один микроканал, очень мало — 30-сантиметровый столбик жидкости даст всего 1–2 микроампера, ученые не исключают возможности создания «фильтра» с миллионами каналов. А это позволит получать на выходе электрические мощности, сравнимые с возможностями, например, автомобильного аккумулятора.
С ПОЛКИ АРХИВАРИУСА
Правдивая история о том, как грузовики согревали дома и ездили, не тратя ни грамма бензина
В начале XX века в Англии часто можно было наблюдать, как, по вечерам, когда стемнеет, к домам подъезжали грузовые автомобили и подключались к системе отопления. Зачем?
Климат Англии не сравнить с нашим среднерусским. В Лондоне растут даже пальмы. Но все же — почитайте классиков — промозглый туман, часто моросящий дождь заставляют людей дрожать от холода, особенно по ночам. Потому отоплению домов англичане всегда уделяли много внимания. Им мы обязаны, в частности, изобретением камина. Сидеть у камина уютно, но топлива он пожирает несметное количество, а в комнату попадает лишь сотая часть полученного тепла.
Обычные печи гораздо выгоднее. И в конце XIX века, когда в Англии начали строить огромные кварталы дешевых типовых домов, какое-то время пользовались печным отоплением. Но печь пожароопасна, требует постоянного присмотра и очень не экономична.
Хорошим решением вопроса стало центральное паровое отопление. Топливо сжигали в специальном котле, и почти вся его энергия шла на нагревание воды и получение пара, который по трубам поступал в батареи домов.