Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Физика»Содержание №11/2007

Почему же, почему?..

? Почему из трубы нефтеперерабатывающего завода всегда вырывается пламя горящего газа? Неужели нельзя это топливо использовать по назначению, а не тратить впустую?

Ответ. В процессе очистки нефтепродуктов в многочисленных ёмкостях и трубах образуются различные горючие газы. Если дать им накапливаться, то взрывов не избежать. Поэтому горючие газы отводят в специальную трубу, на выходе которой их зажигают, чтобы по соседству с нефтеперерабатывающим заводом не происходило взрывов и отравлений. Собирать эти газы представляется экономически нецелесообразным, т.к. их объём ничтожен по сравнению с объёмом основной продукции завода.

New Scientist, 20Jan2001, p.117

? Почему из влажного песка можно построить целый замок, а из сухого – ничего?

Ответ 1. Небольшой деревянный брусок может легко скользить по поверхности стола. Но, если положить сверху тяжёлый груз, то сдвинуть брусок уже нелегко, т.к. надо преодолеть силу трения, а она становится тем больше, чем сильнее мы прижимаем брусок к столу. Песок состоит из крохотных песчинок, которые могут скользить друг по другу. Поэтому, если опрокинуть ведро с сухим песком, песчинки, соскальзывая с вершины, образуют просто коническую горку. Когда песок влажный, каждая его песчинка покрыта тонким слоем воды, а в тех местах, где они соприкасаются, образуются мельчайшие её капельки, которые благодаря силам поверхностного натяжения стягивают соседние песчинки. Эти силы, прижимающие песчинки друг к другу, во много раз увеличивают силу трения скольжения. Поэтому песчинки влажного песка уже не могут скользить под действием силы тяжести, что даёт возможность строить песчаные замки. Некоторые считают, что вода просто склеивает песчинки. Это неверно, т.к. достаточно погрузить песчаный замок целиком под поверхность воды, и он сразу разрушится, потому что силы поверхностного натяжения, прижимающие песчинки друг к другу, действуют только вдоль поверхности раздела воздух–вода, и как только эти границы исчезают, замок рассыпается.

Ответ 2. Вода во влажном песке образует между песчинками «висячие» мосты, удерживая вместе соседние. Сила, с которой вода прижимает песчинки друг к другу, оказывается больше силы тяжести, и поэтому стены песчаных замков не рушатся. Эти «висячие» мосты являются следствием сил поверхностного натяжения воды, которые исчезают, как только исчезает поверхность раздела двух сред. Кстати, силы поверхностного натяжения и «висячие» мосты часто используют при производстве гранулированных веществ, например, стиральных порошков, удобрений или лекарств. Чтобы из мельчайших частиц тонкой пудры сделать более крупные (гранулы), необходимо сначала соединить их «висячими» мостиками какого-либо солевого раствора, а потом высушить. После сушки часть «висячих» мостиков превратится в кристаллы соли, и они станут твёрдыми. В результате тонкая пудра превратится в гранулы. Концентрированные солевые растворы можно использовать и при построении песчаных замков. Построенный таким способом замок не развалится, даже когда песок высохнет.

New Scientist, 03.02.2001, p.113.

Подборка и пер. с англ.
К.Ю.БОГДАНОВА.

kbogdanov@mtu-net.ru