Воздушное дутье

До сих пор пылесос был для нас источником энергии. Он служил и воздушным насосом и паровым котлом. Мы приводили в движение различные механизмы. Но есть и еще одна сила воздуха — сила, успешно работающая в черной металлургии.

Струя воздуха, направленная в печь, в огонь, во много раз увеличивает выделение тепла.

Используя воздушное дутье, мы будем плавить стекло и получим так называемые батавские слезки — капли закаленного стекла. Эти маленькие стекляшки сродни закаленным стеклам, вставленным в окна автомобилей, или стеклам, которые защищают трубки телевизоров. Закаленная капля удивительно прочна. Сила внутреннего напряжения сообщает ей огромную прочность. Насколько велика эта сила, можно понять, если ее освободить, обломав у капли хвостик.

Чтобы, обламывая хвостик, не пораниться, проявите максимум осторожности. Налейте в миску воду. Опустите туда предварительно обвернутую тряпочкой батавскую слезку и обломайте ее хвостик плоскогубцами под слоем воды. Каплю буквально разорвет на куски.

«Черный ящик»

Прежде чем приступить к опыту с батавскими слезками, придется познакомиться с одним методом научного исследования, который носит таинственное название метод «черного ящика».

Название это пришло из области электроники. Первоначально задача была поставлена так: имеется блок, закрытый кожухом; имеются входные и выходные клеммы; внутренность блока скрыта от глаз, но надо выяснить поведение блока, подавая сигналы на вход и снимая напряжения на выходе.

«Черный ящик» — это название, которое просто напоминает о том, что ящики с электронной аппаратурой для того, чтобы они лучше рассеивали тепло, красят в черный цвет.

Как много можно узнать об устройстве ящика, не залезая внутрь?

Возьмем пылесос.

Мы знаем, например, что внутри пылесоса работает мотор. Попробуем определить направление вращения его ротора. Можно воздействовать на пылесос, включая и выключая мотор. Это вход. Выходом можно считать реакцию пылесоса на воздействие. Реакция эта будет ощущаться на ручке, если держать пылесос на весу.

Поднимем пылесос за ручку. Включим ток. Пылесос крутануло. Ага! Действие равно противодействию! Значит, ротор вращается в обратном этому рывку направлении.

В действительности проблема «черного ящика», как ее понимают в настоящее время, гораздо шире.

Это не только вопрос о поведении блоков, закрытых крышками.

Проблему «черного ящика» решает ребенок, когда учится орудовать ложкой. Повернул так — попал на рубашонку. Повернул этак — попал в рот.

Боксер на ринге тоже имеет дело с «черным ящиком». Его партнер — очень сложная анатомическая и физиологическая система. Внутреннее строение ее скрыто от глаз. Как узнать, на что она способна? Приходится прибегать к методу «черного ящика». Бой обычно начинается с разведки. Боксер воздействует на противника и запоминает его реакцию. В результате накапливаются знания, которые позволяют со
временем получить достаточно полную характеристику партнера.

С «черным ящиком» встречается инженер, когда начинает новый расчет. Он вводит какие-то исходные данные, получает результат. Меняя вход в свой «черный ящик», он следит за изменением результата.

Другими словами, все человечество только и делает, что раскрывает свойства «черных ящиков». Когда мы приступим к изготовлению батавских слезок, тоже не обойдемся без метода «черного ящика».

Батавские слезки

Прежде всего сделайте коптилку. Фитиль должен быть круглым и широким: не меньше сантиметра в диаметре. Затем сделайте так называемую паяльную трубку. Согните из жести коническую трубочку. На тонком ее конце оставьте отверстие с диаметров равным толщине швейной иголки. На широкий конец наденьте резиновую трубку. Ее можно купить в аптеке. Трубку с помощью соски соедините со шлангом пылесоса. Отрежьте кончик у соски. Наденьте ее широким концом на шланг пылесоса, а тонким — на трубку. Если трубка недостаточно жесткая, сделайте переходник от соски к резиновой трубке из жестяной или какой-либо другой жесткой трубки. Для охлаждения пылесоса необходимо, чтобы через него проходило достаточно воздуха. Прорежьте в соске отверстие для свободного выхода воздуха.

Теперь можно приступать к плавке стекла. Очень горячее пламя получится, если заправить коптилку смесью в равных долях бензина и керосина. (Чистый бензин наливать не следует. Коптилка вспыхнет, а нужного пламени не получится.) Направьте сбоку на пламя струю воздуха из паяльной трубки. По мере приближения трубки к пламени вид его будет меняться. Сначала появится горизонтальный язык белого пламени. Потом он превратится в синее шумящее пламя. Вот такое пламя и нужно. Двигая паяльную трубку, добейтесь, чтобы получилось ровное и устойчивое пламя длиной сантиметров двенадцать. Если не получается, виновата паяльная трубка. Скорей всего она дает слишком сильное дутье, и ее кончик следует обжать.

Когда нужное пламя получено, возьмите полоску оконного стекла шириной не более полсантиметра. Начинайте плавить конец полоски. Капля получилась очень быстро. Но она никак не хочет падать. Не смущайтесь. Пока вы плавили стекло, вы все время инстинктивно пользовались методом «черного ящика». Вы следили, как образовывается капля, и все время поддерживали нужную форму пламени. Когда капля образовалась и повисла на стеклянной палочке, у вас не стало больше признака, по которому можно судить о температуре пламени. Пропал выход «черного ящика». Надо его восстановить. Для этого вам нужно очень немного. Когда вы орудуете паяльной трубкой, вы должны знать только, плавится стекло или нет. Поверните полоску стекла. Капля стоит горизонтально. Вы успели остудить уже расплавленное стекло!
Двигайте паяльную трубку, пока капля не начнет опускаться. В какой-то миг она поползет вниз и сорвется со стеклянной палочки. Здесь ее поджидает ванна для закалки.

Разные сорта стекла надо закаливать по-разному. Приходится подбирать и сорт стекла и закаливающую жидкость. Капли, полученные из двухмиллиметрового оконного стекла, хорошо закаливаются в вело-машинном масле.

Итак, подставьте рядом с коптилкой консервную банку с машинным маслом. Расплавленная капля, попав в масло, еще несколько секунд остается красной, потом быстро тускнеет. Через минуту ее можно вынимать. У вас в руках настоящая батавская слезка — очень прочная капля закаленного стекла.

Проделывая опыты с огнем, не забывайте о правилах пожарной безопасности. Под коптилку и жестянку с маслом подставьте лист железа. Не позволяйте детям производить опыты с огнем без наблюдения взрослых.