Юный техник, 2011 № 06 - Журнал «Юный техник»

А вот протолкнуть иглу сквозь пробку бывает тяжело. Поэтому сначала воткните иглу в пробку и надавите на пробку чем-нибудь прочным, постепенно углубляя острие иглы.

ИСЧЕЗАЮЩИЙ ВОЗДУХ

Приготовьте: свечу, стакан, тарелку, воду, хлопчатобумажную нить, скотч.

Наполните тарелку на 2 сантиметра водой. Зажгите свечу и поместите ее в тарелку. Накройте свечу перевернутым стаканом. Замерьте уровень воды внутри стакана через некоторое время. Что при этом произошло?

Продолжим эксперимент, увлажнив нить и прикрепив ее ко дну стакана скотчем. Переверните стакан и поставьте его вверх дном на тарелку с водой. Изменится ли уровень воды внутри стакана через час-другой?

Совет: чем уже и выше стакан, тем нагляднее опыт.

Суть же его такова. Основное вещество, из которого состоит свечной стеарин, — углеводород. При его горении образуется углекислый газ. Казалось бы, этот газ должен увеличиваться в объеме, однако внутри стакана образуется и водяной пар, который конденсируется на стенках стакана. В итоге объем газа уменьшается, в стакане возникает вакуум, и вода станет подниматься. В случае с хлопчатобумажной нитью происходит обратное: нить впитывает воду, и уровень воды понижается.

ВМЕСТЕ С ДРУЗЬЯМИ

Солнечные жаровни

Конечно, многие бы предпочли жарить хот-доги или печь картошку на традиционном костре. Однако прошлым летом, к примеру, в лесах Подмосковья огонь разводить было категорически запрещено. Кроме того, медики не случайно говорят, что овощи, мясо или рыба, приготовленные с помощью солнца, для здоровья наиболее полезны. Ведь солнечная энергия экологически самая чистая, при работе жаровня не выделяет ни дыма, на вредных газов.

Говорят, гелиоконцентраторы, или солнечные печи, были изобретены швейцарским натуралистом Хорасом де Соссьюром еще в 1767 году. Сейчас же солнечные кухни используют во всем мире.

Бывают они нескольких типов. Мы, к примеру, насчитали четыре: коробчатые, комбинированные, параболические и с зеркалом зонтичного вида. Все эти конструкции могут быть легко изготовлены с помощью подручных материалов — картона, жести, фольги, гвоздей, клея.

Самые простые, пожалуй, коробчатые печи. С них и начнем. Такая печь представляет собой теплоизолированную коробку, чаще всего из обычного картона или фанеры, верх которой покрыт прозрачным стеклом или пластиком. К такой коробке для увеличения сбора тепла часто добавляют одно или несколько зеркал-отражателей. Такие нагреватели используются в основном для относительно медленного приготовления больших объемов пищи.

При изготовлении такой солнечной печи нужно выполнить следующие требования. Внутренние стенки ящика также надо покрыть фольгой, чтобы иметь хорошее отражение. Кастрюля же, наоборот, должна хорошо поглощать лучи, то есть быть зачерненной, например, закопченной. Стенки ящики необходимо хорошо теплоизолировать, чтобы тепло не уходило наружу.

В качестве термоизоляции обычно используют картон, бумагу или другие естественные материалы, которые не выделяют вредных веществ при нагревании. Температура в подобной печи может достигать 150–170 °C. Но такую температуру выдерживает даже картон, так что бояться возгорания не стоит.

Разновидностью коробчатых печей можно считать комбинированные солнечные печи, которые можно делать даже складными. Такая печь представляет собой зеркало-концентратор, состоящее из нескольких плоских зеркал, и кастрюли, которая термоизолирована от окружающего воздуха обычным полиэтиленовым пакетом.

Для изготовления такой печки опять-таки используется обычный картон с наклеенной с одной его стороны алюминиевой фольгой. Особенностью конструкции является возможность сложить ее в компактный блок размерами примерно 33x33 см.

Конструкция параболической солнечной печи сложнее. Главная ее часть — параболическое зеркало. В идеале для его изготовления хорошо бы использовать пластиковое гнущееся зеркало — ныне такие появились в продаже. Но, в принципе, можно обойтись и без него, сделав заготовку из полированной жести или даже из фанеры, прикрыв ее рабочую поверхность фольгой для запекания. Коэффициент ее отражения ИК-лучей составляет 90–95 %!

Для построения параболы действуем так. На листе ватмана или прямо на фанере рисуем прямой угол. Затем по одной стороне наносим отметки через 1 единицу измерения (например, через 100 мм). А по другой — через 2 единицы (т. е. через 200 мм, на рисунке это цифры). Затем соединяем отметки линиями. Образующиеся пересечения линий и дадут нам искомую параболу.

Ее абрис надо сгладить при помощи лекала. Таким образом, мы получим половинку параболы. Вторая половина — это ее зеркальное отражение, которое можно получить, перевернув чертеж и скопировав его на просвет.

Параболический солнечный водонагреватель Константин Тимошенко и другие опытные самодельщики предлагают использовать не только для поджаривания сосисок, но и для нагрева горячей воды на даче. Тогда конструкцию нужно дополнить напорным баком, из которого вода будет самотеком поступать в коллектор-нагреватель, расположенный в фокальной плоскости нагревателя.

А на выходе коллектора имеет смысл установить клапан-термостат, подобный тому, что работает в контурах охлаждения автомобилей; он открывается тогда, когда вода нагревается до определенной температуры. Горячая вода сливается, например, в бак-термос, а нагреватель начинает подогревать следующую порцию.

Поскольку параболическое зеркало работает эффективнее всего, когда солнечные лучи падают на него перпендикулярно, то, по идее, надо время от времени нагреватель поворачивать, ориентируя его на светило. Но проще развернуть параболическое зеркало вертикально. Ведь солнце достаточно быстро перемещается по горизонтали и относительно медленно по вертикали. Поэтому если сделать параболу довольно больших размеров и расположить коллектор в ее фокальной плоскости, то несколько часов подряд на коллектор будет падать весь объем отраженной солнечной энергии. А регулировку по вертикали придется делать лишь раз в неделю-две, в зависимости от угла солнца над горизонтом.

А теперь внимание!!! Ни в коем случае не пробуйте температуру в зоне коллектора рукой. Температура в зоне нагрева может достигать 300 градусов!

Главной частью каждой солнечной плиты зонтичного типа является вогнутое зеркало, собирающее лучи в своем фокусе. Причем не обязательно добиваться идеальной геометрии такого зеркала, так как в фокусе обычно расположена весьма большая по площади посудина — чайник, жаровня или кастрюля. Особенностью таких печей является высокая температура нагрева.

А к недостаткам следует отнести необходимость следить за положением солнца на небосклоне и поворачивать зеркало примерно раз в полчаса. Отражатель зонтичного типа тоже может быть изготовлен из картона и фольги. Нам даже довелось видеть такой концентратор, в основу конструкции которого был взят вышедший из употребления зонтик. На его внутреннюю поверхность наклеивали фольгу, и получалась конструкция, которую при желании можно складывать.

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Средневолновый приемник с АРУ

Альтернативой плееру могут служить карманные и портативные УКВ (FM) — радиоприемники. Но УКВ принимаются не везде, а вот в диапазоне средних волн сигналы распространяются значительно устойчивее и на большие расстояния. Малогабаритные и экономичные СВ-приемники для работы на наушники промышленность выпускает редко, и здесь есть возможность проявить ваши способности к радиолюбительскому творчеству.

В этом простом приемнике прямого усиления использованы некоторые любопытные схемные решения. Обычно ферритовую магнитную антенну связывают со вводом усилителя радиочастоты (УРЧ) на биполярном транзисторе с помощью катушки связи, содержащей 1/5 — 1/10 числа витков контурной. Дело в том, что контур магнитной антенны на резонансной частоте имеет высокое сопротивление, а входное сопротивление УРЧ значительно ниже. Поэтому и необходим понижающий трансформатор.

Катушка связи порождает немало проблем. Затруднен подбор количества ее витков, поскольку оно оптимально лишь при настройке на одну частоту нужного диапазона, обычно среднюю. В двухдиапазонном приемнике, рассчитанном на прием как СВ, так и ДВ, приходится использовать две катушки, поэтому усложняется переключение диапазонов.

Паразитный контур, образованный катушкой связи и входной емкостью транзистора, может служить источником шума и помех, поскольку он настроен на частоты КВ-диапазона и широкополосен из-за низкой добротности.