Физические парадоксы, софизмы и занимательные задачи - Ланге В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
капли сиропа. Однако из факта ее "бесконечного" растяжения (фактически и
для идеального аморфного тела должен наступить разрыв, хотя бы после того
как нить станет толщиной в атом) никак не следует, безусловно, ее
бесконечная прочность.
Кристаллические тела никогда не бывают совершенно однородными. Этому
прежде всего препятствует атомное строение. Даже в весьма совершенных
кристаллах существуют местные искажения строгой периодичности в
расположении атомов, возникающие при росте кристаллов во время
кристаллизации. Эти искажения и являются слабыми местами, с которых
начинается разрушение. Чем больше кристаллическое тело, тем труднее
избежать искажений. Наоборот, удается получить очень маленькие
кристаллики в виде тонких нитей (их принято сейчас называть "усами"),
почти совершенно не имеющие дефектов. Такие кристаллы имеют прочность, в
сотни и тысячи раз превышающую прочность обычных Несомненно, со временем
человечество научится получать и достаточно большие бездефектные
кристаллы, пригодные для практического использования.
Существенно снижают прочность кристаллических тел также и микротрещины на
поверхности. Удаляя поверх-
. * См., например, статьи в журнале "Юный техник" "Сверхпрочный металл
без дислокаций" (1959, № 5, стр. 22) и "Борода на металлах" (1959, № 7,
стр. 28).
ГГ9
ностный слой с кристалла каменной соли путем ее растворения в обычной
воде, академику А. Ф. Иоффе (1880-1960 гг;) удалось повысить прочность
кристаллов в сотни раз"
66
Ответить на поставленный вопрос поможет несложный опыт. Возьмем железную
или медную проволоку диаметром 1-2 мм и сильно нагреем ее в печи. После
отжига проволока станет очень податливой - ее легко согнуть, свить в
кольцо. Однако если перегибать проволоку из стороны в сторону несколько
раз, то с каждым разом проволока будет становиться все более
неподатливой. Это явление упрочнения материалов под действием нагрузки
называется наклепом. Упрочнение такого типа можно объяснить взаимной
компенсацией дефектов различного типа, имевшихся в кристаллической
решетке. Теория этого вопроса сложна и не может быть здесь изложена
достаточно строго *.
В процессе волочения происходит наклеп, в результате которого проволока,
прошедшая волочильный глазок, упрочняется. Если волочение производится
многократно, проволоку перед каждым последующим волочением отжигают,
чтобы облегчить процесс.
67
При любой.температуре внутри жидкости имеются как более быстрые, так и
более медленные молекулы. Испарение происходит за счет ухода из жидкости
более быстрых молекул, обладающих энергиями, достаточными для преодоления
сил сцепления с остальной частью жидкости. С уходом быстрых молекул
средняя скорость оставшихся уменьшается; уменьшается также и средняя
температура жидкости* которая, как об этом впервые догадался М. В.
Ломоносов (1711-1765 гг.), определяется средней скоростью молекул. После
этого температуры перестают быть равными и становится возможным
теплообмен.
* См. книгу И. А. Одинга "Теория дислокаций в металлах и ее применение",
изд. АН СССР, 1959.
120
68
Хотя студентка и робела (ведь среди экзаменаторов был сам великий Э.
Ферми), она все же сообразила и ответила правильно:
"Когда жарят, кипит не масло, а вода, содержащаяся в пище".
И действительно, пока не выкипит вся вода, температура не поднимется выше
100°С. По этой же причине можно вскипятить воду в бумажной воронке,
69
С уменьшением давления вода действительно закипает при более низкой
температуре. Поэтому на горах, где атмосферное давление меньше, чем на
уровне моря, кипяток может иметь температуру 80°С, например, и даже ниже,
так как понижение точки кипения воды составляет примерно 3° на каждый
километр подъема. С этим явлением хорошо знакомы альпинисты, использующие
его для определения достигнутой высоты.
Но ведь важен не сам факт кипения, а температура кипятка. Кому, в самом
деле, нужен "кипяток" с температурой, например, 60°С?! В таком "кипятйе"
не разварится мясо или рыба, он не пригоден для стерилизации медицинских
инструментов, даже не всякий любитель удовлетворится чаем такой
температуры!
Начальник 4-й Советской антарктической экспедиции А. Г. Дралкин
рассказывал, что во время перехода по трассе Мирный - Южный
географический полюс - станция "Восток" гусеничным вездеходам
"Харьковчанка" приходилось подниматься на высоту 3500 м и более. В этих
условиях практически невозможно было варить пищу, так как из-за низкого
атмосферного давления вода начинала кипеть уже примерно при 55-60° и,
чтобы, например, сварить мясо, приходилось тратить шесть-семь часов. В
дальнейшем полярники установили на вездеходах электрокамбузы с автоклавом
*.
* Чтобы согласовать приведенные цифры, следует иметь в виду, что
Антарктика расположена в области пониженного атмосферного давления. Такие
области в метеорологии принято называть атмосферными депрессиями.
9 в. Н. Ланге
121
70
Как мы уже говорили об этом в предыдущей задаче, температура кипения воды
