Начнем с того, что в момент хлопка из горлышка бутыли вырывается туманная струйка воздуха. Сама же бутылка охладится и на ее стенках появятся капельки воды. Это газ совершил механическую работу, кинетическая энергия движения его молекул от этого уменьшилась, температура упала и содержащаяся в воздухе влага начала конденсироваться. В струе же, вылетавшей из пробки, образовался туман. А в переохлажденном воздухе бутылки выпала роса. Газ за счет адиабатного расширения — его нам и продемонстрировал эксперимент — может охлаждаться гораздо сильнее.

Так, в 1877 г. французский физик Кольете в замкнутом сосуде после предварительного сжатия до 300 атм расширял кислород.

Хотя газ был предварительно очищен от влаги, в сосуде появился туман, а на стенках его — капельки жидкого кислорода!

На этом принципе, кстати, действовали первые ракетные ранцы. На спине человека закрепляли легкие баллоны, накачанные до давления 300–400 атм. При открывании клапана воздух поступал в специальные сопла, и человек поднимался в воздух.

Длительность полета составляла несколько секунд, но этого было достаточно, чтобы взлететь, к примеру, на крышу двухэтажного дома.

Избыток давления выталкивает пробку из бутылки, а находящийся в ней воздух расширяется и охлаждается.

В аппарате Кольете предварительно сильно сжатый кислород быстро расширяется и охлаждается настолько, что превращается в жидкость.

Вы знаете, наверное: если мячик уронить, например, с высоты один метр, то он подпрыгнет на меньшую высоту. Иначе и быть не может. Часть энергии падающего мяча выделяется в виде тепла, а оставшейся не может хватить даже на то, чтобы мячик вновь подпрыгнул на прежнюю высоту. Ничего не поделаешь: закон сохранения энергии! А вот вам опыт, где, на первый взгляд, этот закон словно не действует. Наполните литровую бутыль водой по самое горлышко и аккуратно уроните ее с высоты всего 1 см. Будьте осторожны! Тонкая струйка воды из горлышка взлетит до потолка!

Казалось бы, на этом принципе можно сделать вечный двигатель. Но приглядитесь: в момент удара бутылки о стол из горлышка медленно выплескивается вода. В этом вся «соль».

При ударе в бутылке резко возрастает давление и стенки ее растягиваются. В следующий миг они начинают сжиматься, посылая потоки воды в сторону оси бутылки. Далее эти потоки встречаются, и в них начинается перераспределение энергии. Скорость потоков, расположенных на оси, резко возрастает, и они, сливаясь в струю, летят под потолок. А окружающие слои, отдав ей свою энергию, с трудом переливаются через край горлышка бутылки.

Бутылка, сорвавшись с пробки, превратилась в ракету.

Нечто подобное происходит при взрыве бронебойного кумулятивного заряда. Он представляет собой кусок взрывчатки с углублением посередине. При взрыве заряда часть газов встречается на оси углубления и с большой скоростью выдавливаются наружу, отдавая ей часть своей энергии. Получается концентрированная скоростная струя, которая пробивает значительно более толстую броню, чем это могла сделать взрывчатка без углубления.

Если пластиковую бутылку с водой уронить с высоты всего лишь один сантиметр, струя воды может достать до потолка!

А. ИЛЬИН

Рисунки автора

Несколько лет назад жителей одного из районов подмосковного города Электросталь насторожили странные звуки на стройке. Голоса, музыка, сигналы точного времени… На стройке при этом никого не было, а звуки шли от… крюка подъемного крана, он транслировал программу ближайшей радиостанции. И этот случай не единственный.

За последние десятилетия мощность радиостанций достигла сотен и тысяч киловатт. Напряженность их электромагнитных полей стала в тысячи раз превосходить естественный радиоволновый фон, создаваемый грозами, солнцем и излучением, приходящим из космоса.

Вопрос о вреде радиоволн до конца не ясен. Но очевидно: находиться непосредственно вблизи передающей антенны опасно для здоровья. По мере удаления от нее напряженность поля — она измеряется в вольтах на метр (В/м), — снижается. Принято считать, что напряженность меньше 5 В/м безопасна для человека. Исходя из этого, и выбираются размеры охранных зон вблизи радиостанций. Строительство жилья, офисов или производственных помещений в пределах такой зоны, а также нахождение в них посторонних людей не допускается.

Надо сказать, что в большинстве случаев за пределами таких зон никаких вредных воздействий на человека не наблюдается. Все это было действительно так до тех пор, пока люди не начали строить высокие сооружения с металлическими каркасами — здания, башни, заводские трубы…

Любой проводник, находящийся в поле радиоволн, является приемной антенной. Если его длина равна целому числу полуволн приходящего излучения (для предметов, стоящих на земле, — четвертей волн), то возникает резонанс и проводник сам начинает излучать радиоволны. При этом вблизи проводника напряженность излучаемых им электромагнитных волн может оказаться во много раз выше напряженности волн, приходящих от радиостанции.

В г. Электросталь под действием излучения расположенной неподалеку мощной радиостанции на 50-метровой башне подъемного крана, стреле и тросе возникла стоячая волна. Пучность напряжения (зона с максимально высокой амплитудой) оказалась именно на крюке.

Поскольку энергия радиоволн накапливалась на протяжении многих периодов колебаний, амплитуда электрического поля возросла до нескольких тысяч вольт на метр на крюке, как на самой острой детали. В результате начался электрический разряд, и возможно было даже свечение. Почему крюк начал звучать?

Воздух вокруг крюка электрически заряжался, ионизировался. Ионы под действием электрического поля пришли в движение. А радиостанция, не будем забывать, передавала сигнал, модулированный по амплитуде. Колебания воздуха у крюка в точности повторяли амплитуду передаваемых сигналов. Так появился звук. Надо сказать, что на этом принципе работает ионофон — громкоговоритель, очень чисто воспроизводящий звук.

Подобные явления наблюдали и в США, и в Японии. Сообщений о звуке, правда, не было, но рабочие получали ощутимые электрические удары, прикасаясь к крюку подъемного крана, расположенного невдалеке от радиостанции. Из этой истории проистекают, к сожалению, грустные выводы. Если для приходящих радиоволн предельно допущенные уровни напряженности поля соблюдены, то вторичное излучение различных предметов никто не контролирует. Может случиться так, что первичное поле будет усилено и даже превзойдет предельный уровень. Особенно велико усиление, если проводник попадает в резонанс с колебаниями приходящих волн.

Вопрос этот был подробно рассмотрен на примерах, с использованием элементарных сведений из теории антенн, в статье к.т.н., профессора В.Т.Полякова «Дома-антенны. Неожиданная радиоволновая опасность, связанная со вторичным излучением радиоволн зданиями и другими конструкциями». Она была опубликована в журнале «Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века», № 11 (82), 2005, с. 62…65. Не будем утомлять читателя математическими выкладками, а расскажем лишь о некоторых полученных результатах.