Саймон Айверсон (химико-технологический факультет Ньюкаслского университета, Австралия
Потягивая напиток через очень длинную пластиковую трубку с толстыми стенками, 15-летние ученики способны поднять столбик жидкости на высоту 2 м. Затем, попеременно всасывая, зажимая трубку языком, делая вдох и вновь всасывая, они легко поднимают столбик на высоту 4 м. Это их максимальный результат. Чтобы его увеличить, можно еще попробовать встать на стремянку, установленную на самом верху лестничного колодца, но это не очень удачная идея, если под твоей опекой находится класс из 30 человек. Полагаю, 4 м — это предел. Во рту давление снижается настолько же, насколько оно снижается в верхней части трубки. В связи с этим высасывание жидкости становится проблематичным, так как трудно преодолеть внешнее давление и оторвать язык от края трубки. Также нельзя не учитывать внутреннее давление в легких. Оно может резко упасть, когда горло у вас открывается и вы выдыхаете воздух в полость трубки. Чтобы этого не произошло, лучше вовремя остановиться.
Кит Шерратт (Ноттингем, Великобритания)
Не переусердствуйте, проверяя предел своих возможностей при высасывании жидкости. Во-первых, есть опасность поперхнуться. Во-вторых, при сильном всасывании во рту могут образоваться геморрагические пузырьки. Не далее как пару десятков лет назад в пустыне Калахари членам племени кунг порой приходилось высасывать воду из узких отверстий в камнях. В засушливое время года мужчины мастерили из камыша длинные соломины, высасывали воду из земли на всю длину соломины и сплевывали жидкость в общинный чан, чтобы остальные могли ею пользоваться.
Джон Ричфилд (Сомерсет-Уэст, ЮАР)
Сила тока
Объясните, пожалуйста, каким образом антистатики предотвращают скопление статического электричества на одежде?
Джоанна (вопрос поступил по электронной почтебез указания обратного адреса)
Статическое электричество — это дисбаланс электрического заряда: нехватка или избыток электронов на поверхности материала. Обычно оно возникает при накоплении электрических зарядов в результате трения. Когда два материала соприкасаются, а потом отделяются друг от друга, между ними происходит обмен электронами: на одном остаются положительные заряды, на другом — отрицательные. В результате трения между двумя материалами процесс разделения зарядов протекает интенсивнее. При нормальных атмосферных условиях такие ткани, как хлопок и шерсть, имеют относительно высокое содержание влаги, наделяющей эти материалы некоторой проводимостью. Происходит отвод электрических зарядов, и статическое электричество накапливается. Но синтетические материалы в условиях низкой влажности имеют высокое поверхностное сопротивление, что препятствует рассеиванию заряда. Слой антистатика попросту снижает электрическое сопротивление поверхности ткани.
Пил Томпсон (Туикнем, Великобритания)
Накопление статического электричества на одежде вызвано трением ткани о ткань, ткани о тело и даже ткани о воздух и зависит от типа ткани, из которой сшита одежда, а также от степени влажности: чем выше влажность, тем меньше заряд. Такие ткани, как вискоза, шелк, шерсть, хлопок и лен, обладают высокой влагопоглощающей способностью (при данной относительной влажности окружающей среды их волокна впитывают большее количество влаги, чем другие материалы) и небольшим электростатическим зарядом. Такие волокна, как полиэфир, акрил и полипропилен, обладают низкой влагопоглощающей способностью и большим электростатическим зарядом. Антистатические средства бывают двух видов. Первые состоят из молекул, содержащих полярные группы, в которых заряд распределен неравномерно. Эти полярные группы действуют как проводники, рассеивающие статическое электричество. Второй вид — гигроскопические, или влагопоглощающие, вещества, также помогающие текстильным изделиям рассеивать статическое электричество. При повышенном содержании влаги на поверхности материала или в самих волокнах повышается электрическая проводимость ткани, что позволяет ей отводить заряд. Текстильщики-технологи могут создавать волокна и ткани, минимизирующие статическое электричество. В коврах небольшой процент волокон (до 3 %) имеют углеродную основу, отводящую статический заряд. При изготовлении ковров и обивочных тканей с этой же целью в латекс или в термоплавкий материал подложки добавляют ламповую сажу. В коврах, сотканных из нитей штапельного волокна, также присутствует небольшой процент волокон либо из нержавеющей стали, либо с алюминиевым покрытием, либо с напылением из серебра, уменьшающих статическое электричество. Однако количество такого типа волокон должно составлять менее 5%, иначе изделие приобретет сероватый оттенок.
Боб Вагнер (Плимут-Митинг, США)
В антистатиках содержится тип соединения, называемый сурфактантом. Это катионогенное поверхностно-активное вещество, состоящее из длинных молекул (как масло или жир) с положительным зарядом на одном конце. Зачастую такие сурфактанты представляют собой соединение аммония, в котором атом азота окружен четырьмя органическими группами. В процессе стирки отрицательный заряд, образующийся на поверхности ткани, притягивает к себе положительный конец молекул сурфактанта. Эти длинные молекулы маслянистого вещества смазывают волокна и таким образом предотвращают трение, вызывающее скопление статического заряда. В результате ткань легче гладится, становится более мягкой и ворсистой.
Ричард Филипс (Фейетвилл, США)
Деформирующий мед
Почему ломтик хлеба, смазанный медом, постепенно приобретает вогнутую форму?
Донал Троллоп (Стоунхаус, Великобритания)
Моя жена уверяет, что ее хлеб с медом не успевает покорежиться. Как бы то ни было, для тех, кто предпочитает неспешно грызть свой смазанный медом хлеб, я представляю простое объяснение. В хлебе примерно 40 % воды, а мед — это концентрированный раствор, в котором содержится около 80 % саxapa. Это значит, что мед вытягивает из хлеба воду. Налицо явление, называемое осмосом. Теряя воду, хлеб усыхает, но только с той стороны, где смазан медом. Поэтому ломтик и прогибается. Конечно, хлеб вряд ли покорежится, если вы мед намажете на сливочное масло. Масло образует водонепроницаемый слой, защищающий хлеб от обезвоживания медом.
Питер Берстин (Барри, Канада)
Серое вещество
Поверхность ламп накаливания там, где я работаю, со временем сереет. Почему?
Керсти Роуд (Манчестер, Великобритания)
Потемнение внутренних поверхностей ламп накаливания — результат испарения вольфрама из нити накала, происходящего в то время, когда лампа светится. В конечном счете испарение приводит к тому, что вольфрам тончает и сгорает. Разработаны различные методы снижения интенсивности процесса потемнения. Вольфрамовые нити первых ламп накаливания светились в вакууме, но вскоре выяснилось, что снизить интенсивность потемнения можно с помощью инертного газа. Современные лампы накаливания заполняют азотно-аргоновой смесью. Вдобавок рядом с нитью накала можно поместить такие газопоглощающие химически активные металлы, как тантал и титан. Эти металлы притягивают вольфрам, препятствуя его оседанию на стекле. В качестве альтернативы в лампу можно поместить небольшое количество абразивного вольфрамового порошка. Этот порошок, если его периодически встряхивать, убирает серый налет со стекла. Серый налет почти не будет появляться, если добавить в лампу галогены йод и бром. Испаряясь с нити, вольфрам вступает в реакцию с галогенами, которые затем возвращают вольфрам на нить. В результате лампа остается чистой. Чтобы вольфрамовые галоиды не конденсировались на стекле и цикл не нарушался, температура стенок лампы должна быть минимум 500°C. Для стеклянной лампы, обычно нагревающейся примерно до 150°C, это слишком высокая температура, поэтому следует использовать кварцевое (диоксид кремния) стекло. В сравнении с обычными лампами накаливания кварцево-галогенные лампы дольше не перегорают и не тускнеют. Например, за 2000 часов работы кварцево-галогенная лампа теряет менее 5% яркости. А лампа накаливания, имеющая срок службы 1000 часов, к моменту перегорания тускнеет на 15 %.
