Як створити парову машину з підручних матеріалів?
Зрозуміло: Насос повітряний ручний (можна велосипедний); цілодонна вогнепальна колба ємністю 1 л з пробкою; гумовий шланг з товстими стінками (можна вакуумний); скляна трубка; кран скляний двоходовий; плитка газова (з розсекателем) або електрична; гиря 1 кг; відро з водою і ковшик; прихватка; штатив з муфтами і лапками.
Інструкція
Рівень складності: Непросто
1 крок
Опис досвіду
З ручного повітряного насоса можна зробити паровий двигун. Для цього необхідний паровий котел. У нашому досвіді роль парового котла виконує колба з киплячою водою. Коли при кипінні пар витіснить з колби все повітря, закриємо колбу. Починаємо охолоджувати пар, поливаючи колбу водою. Пар конденсується, і в колбі утворюється розріження (низький тиск). З'єднавши колбу з насосом, ми створюємо розріження і всередині циліндра, під поршнем. Поршень втягується в циліндр, оскільки зовні на нього діє атмосферний тиск. Різність тисків така, що поршень може підняти кілограмову гирю. За такою схемою працював один з перших парових двигунів - парова машина Ньюкомена, яка відкачувала воду з шахт.
2 крок
Постановка досвіду.
Для створення установки потрібно розгорлити один з ніппелів (відсмоктуючий) ручного повітряного насоса для безперешкодного руху повітря під поршень. Другий ніппель краще перекрити коротким шлангом з затиском на кінці. Можна використовувати велосипедний насос з великим діаметром поршню для створення більшого підйомного зусилля. Необхідно розвернути в протилежний бік шкіряну манжету на поршні, оскільки насос буде працювати на всмоктування. Насос закріплюється на штативі у вертикальному положенні, шток поршню повинен бути напрямком вниз. На рукоятку насоса вішаємо гирю. До вентиля насоса приєднуємо гумову трубку, на кінці якої встановлюємо двоходовий кран. Інший вихід крана з'єднуємо з колбою такою ж трубкою. У затор колби потрібно вставити скляну трубку, а до неї вже під'єднувати шланг. Третій вихід крана повинен відкриватися в атмосферу. За відсутності крана можна приєднувати шланг від колби безпосередньо до насосу, проте в цьому випадку потрібно затиснути з гвинтом для перекривання шланга на першій стадії досвіду. Виходи крана потрібно організувати так, щоб на першій стадії досвіду колба була з'єднана з атмосферою (витіснення пором повітря з колби), а на стадії охолодження - повністю закупорена. На остаточній стадії кран повинен з'єднати колбу і насос.
3 крок
Наливаємо в колбу гарячу воду (щоб скоротити процес нагрівання) і ставимо її на плитку (якщо використовується електроплитка, доведеться взяти круглу колбу з плоским донечком для забезпечення надійного теплового контакту, проте така колба менш міцна). Довівши воду до кипіння, даємо їй хвилину інтенсивно покипіти, щоб пар витіснив повітря над водою, і перекриваємо кран. Вимикаємо нагрівач і обережно переносимо колбу до установки. Починаємо охолоджувати колбу над відром або над тазом. Поливаючи колбу водою, викликаємо конденсацію пара, в просторі колби виникає розріження. Зауважимо, що вода при охолодженні продовжує кипіти. Поворотом крана з'єднаємо колбу з насосом - розріження в колбі створить під поршнем насоса низький тиск, в результаті чого поршень втягується і піднімає гирю.
