Сильные вентиляторы высасывают из труб воздух. В трубах образуется разрежение. И тогда наружный воздух устремляется в опустевшие трубы и несет по ним к жерновам зерно, а к бункерам - муку.
Такие пневматические мельницы работают уже не только в Таллине, но и в Москве, Одессе, Пярну, Сумах и других городах Советского Союза.
Успешно трудится воздух и в морских и речных товарных портах. Там он главный грузчик.
Еще не так давно на Волге или Каме можно было видеть, как подходит к причалу самоходная баржа с пшеницей или рожью, матросы перебрасывают на пристань сходни, и вереница грузчиков переносит мешок за мешком зерно на берег.
Затем грузчиков заменили краны и стропали. Стропали прикрепляют к крюку крана большую сетку, полную мешков, и кран легко переносит за один раз несколько десятков мешков на пристань.
Но без рабочих не обойтись и здесь. Кто-то должен накладывать на барже мешки в сетку, а кто-то - разгружать сетку на берегу и складывать вынесенные краном мешки в штабеля.
Однако теперь во многих наших портах при выгрузке любых сыпучих грузов обходятся вообще без рабочих. Их работу выполняет воздух.
Зерно прибывает в эти порты не в мешках, а попросту навалом в вместительных трюмах самоходных барж.
Грузчики и стропали к такой барже не спешат, краны не подают. Вместо этого на баржу перекидывают с берега широкий брезентовый хобот пневматического перегружателя. А затем диспетчер включает механизм, и труба начинает высасывать из трюмов зерно и подавать его либо в бункеры склада, либо прямо в кузовы грузовиков.
За час разреженный воздух выполняет работу, с которой не справилась бы сотня грузчиков и за неделю, и в трюмах не остается ни зернышка. А на соседних причалах тем же способом освобождаются от груза баржи с песком или углем.
ПОЧЕМУ ВЗРЫВАЮТСЯ ЛАМПОЧКИ?
Остерегайся уронить на каменный пол электрическую лампочку. Она обязательно с грохотом взорвется и превратится в мелкие осколки. Лампочка взрывается потому, что внутри нее был очень разреженный воздух, который в технике называется "вакуум". А сама она была наглухо запаяна. Но когда стеклянный баллон лампочки треснул, наружный воздух ворвался внутрь и мгновенно тонкое стекло стало стеклянной пылью.
Для чего же из лампочек откачивают воздух?
Для того, чтобы они светили.
Первым догадался откачать воздух талантливый русский физик Александр Лодыгин. Произошло это больше ста лет назад, в 1872 году.
Изобретатели в Европе и в Америке проделывали тогда тысячи опытов, пытаясь приспособить электрический ток для освещения. Многие понимали, что надо нагревать источник света до белого каления.
Но изобретателей преследовала одна и та же неудача. Из чего только ни пробовали они делать волоски для своих лампочек - все было напрасно. Раскалившись от проходящего тока, металлические волоски перегорали через несколько минут.
Происходило это потому, что содержащийся в воздухе кислород под влиянием тепла соединялся с металлом волосков и они, раскаляясь, очень скоро сгорали.
Лодыгин это понял и попробовал откачать из своей лампочки воздух.
Успех был полный. В полученном таким образом вакууме нагревалась до трех тысяч градусов, раскалялась добела и светилась не только металлическая проволочка, но даже тонкий угольный волосок.
Накалялся, светил, но не сгорал.
ЧТО ОБЩЕГО МЕЖДУ ТЕРМОСОМ И ТЕЛЕВИЗОРОМ?
Примерно в те же годы английский физик Дьюар нашел вакууму и другое применение.
Дьюар проводил тогда серию опытов, для которых ему были нужны охлажденные жидкости. Приготовленные растворы он держал в ящике со льдом. Но в теплой лаборатории лед быстро таял, растворы согревались и уже не годились для опытов.
Дьюару надоело каждый час менять лед. Он стал раздумывать, нельзя ли как-нибудь сделать такие сосуды, в которых долго бы сохранялась одна и та же температура?
- Почему, - рассуждал Дьюар, - нам становится жарко, если протопить печку? Ведь мы не прислоняемся к ее горячим стенкам? Значит, все дело в воздухе. Теплая печь его согревает, а он доносит до нас ее тепло.
И Дьюар заказал стеклодуву сосуд с двойными стенками и с небольшим отверстием в наружной стенке. А затем откачал бывший между стенками воздух и запаял отверстие.
И что же? Налитые в такой сосуд охлажденные жидкости оставались такими же холодными при любой температуре в лаборатории. А затем выяснилось и другое. Налитый в сосуд кипяток не остывал за целую ночь, и утром можно было пить горячий чай, оставшийся от ужина.
Так был изобретен первый термос.
Если ты осторожно снимешь со своего термоса наружный футляр, то увидишь внутри такую же "колбу Дьюара" с двойными стенками, между которыми откачан воздух. Ты заметишь даже запаянный хвостик, через который этот воздух откачивали.
Точно так же откачан воздух и из стеклянного кинескопа твоего телевизора. Ведь именно внутри кинескопа проносятся потоки электронов, создающих то изображение, которое мы видим на его поверхности. И надо убрать оттуда частицы воздуха, чтобы они не мешали свободному пролету электронов.
...А МЕЖДУ ПЫЛЕСОСОМ И ДОИЛЬНЫМ АППАРАТОМ?
Теперь скажи - почему, когда ты проводишь по полу щеткой пылесоса, она забирает не только пыль, но и обрывки бумаги или упавшую спичку?
Думаю, ты уже догадался.
Правильно! Внутри пылесоса спрятан небольшой, но довольно сильный электрический мотор с вентилятором. Он откачивает из корпуса пылесоса большую часть бывшего там воздуха. Наружный воздух стремится заполнить опустевшее пространство и заодно захватывает с собой и засасывает в шланг пылесоса все легкие предметы, которые оказываются поблизости.
Примерно так же работает разреженный воздух на молочных фермах.
Выдоить пальцами пять-шесть коров - нелегкий труд. А если коров сорок? Или шестьдесят?
Но если сегодня зайти в час дойки на молочную ферму, то не увидишь там доярок, присевших на скамеечки возле своих коров. Стоящие в стойлах коровы мирно жуют корм, не обращая внимания на тихое гудение подвешен ного на столбе доильного аппарата. На соски вымени каждой коровы надеты резиновые наконечники. Тонкими шлангами они соединены с аппаратом.
Теперь дояркам не приходится подолгу выжимать пальцами тугое вымя коровы. За них работает воздух.
Вакуум, который создается в аппарате, отсасывает все скопившееся в вымени молоко. Доярки лишь наблюдают за работой десятка аппаратов и вовремя выключают те, под которыми уже наполнились подойники.
Доильные аппараты не только облегчили труд доярок. Они позволили создать огромные фермы с сотнями коров, которые каждое утро обеспечивают свежим молоком все магазины большого города, все его школы, больницы, ясли и детские сады. На таких механизированных фермах молоко из вымени коровы даже не льется в подойники, а бежит по стеклянным трубам прямо в холодильники. И гонит его туда тот же воздух.
Усердно работает воздух и на одной из кондитерских фабрик Москвы.
В карамельном цехе здесь делают вкусные конфеты. На их обертках написано: "Витаминизированные".
Посредине цеха здесь стоят огромные котлы с круглыми днищами, от которых отходят толстые и тонкие трубы. Из соседнего цеха в эти котлы подают по трубам готовый карамельный сироп. А затем плотно закрывают крышку и включают рубильник.
Слышится шипение пара, постукивание механизмов. Это заработали насосы. Они отсасывают воздух из котлов, в которых варят карамельную массу. В котлах создается вакуум.
Благодаря вакууму вишневая начинка для карамели варится не двое суток, как прежде, а всего два часа. Поэтому в сделанных здесь конфетах лучше сохраняются целебные витамины и остается аромат свежих вишен.
Но не только кондитеры пользуются вакуумом. Его применяют и при изготовлении консервов и для выработки таких, например, лекарств, как пенициллин или сыворотка против гриппа.
ЗА ВСЮ БРИГАДУ
Очень хорошо помогает разреженный воздух колхозникам и работникам совхозов на хлопковых полях Узбекистана и Таджикистана.
Еще не так давно хлопок убирали вручную. Эта работа в сельском хозяйстве - одна из самых тяжелых. Попробуй только в жаркий день, когда на градуснике тридцать пять градусов, с утра до вечера раз за разом наклоняться к кустику хлопчатника, вытаскивать из коробочек комочки белого пушка и бросать в мешок на поясе. И за день повторить эти движения десять - двенадцать тысяч раз! Потому что хлопок надо собрать с полей быстро, пока под палящим солнцем он еще не лишился своего высшего качества.
В одной коробочке хлопчатника вызревает всего пять граммов хлопкового волокна. Так что самая быстрая и ловкая сборщица с трудом могла набрать за десять часов работы лишь шестьдесят килограммов драгоценного пушка.
А сегодня на поле, на котором когда-то трудились сотни людей, работает только один человек - водитель хлопкоуборочного комбайна. Его большая машина на высоких колесах осторожно проезжает между рядами кустиков, не приминая ни одного. Быстрые щупальца машины аккуратно отсасывают из раскрывшихся коробочек крохотные клочки хлопка, и те сами уносятся в ее просторный бункер.
Белые пушки улетают в машину потому, что сильные насосы внутри комбайна все время создают вакуум в его тонких трубках и машина, не замедляя хода, не только отсасывает созревший хлопок с кустов, но и успевает подобрать все упавшие на землю клочки.
В результате, к примеру, одна девушка, сидящая за рулем комбайна, собирает нынче за день столько хлопка, сколько не смогли бы собрать за неделю все колхозники.
ЗДЕСЬ ОН ПРОСТО НЕОБХОДИМ
Существуют и такие устройства, которые без вакуума работать не могут. И появились они поэтому только тогда, когда люди познакомились со свойствами разреженного воздуха.
Не научись в конце прошлого века инженеры получать в приборах нужный вакуум, у нас и сегодня не было бы ни рентгеновских аппаратов, ни электронных микроскопов, ни транзисторных радиоприемников.
Тебя, наверно, не раз ставили позади экрана рентгеновского аппарата. Под его лучами твое тело становилось прозрачным, и врач видел, как внутри твоей грудной клетки бьется сердце, как сжимаются и наполняются воздухом твои легкие, как проходит по пищеводу, желудку и кишечнику непрозрачная для рентгеновских лучей белая кашица, которую ты только что проглотил. Да ты и сам, возможно, видел снимки, на которых можно рассмотреть нужную косточку твоей руки.
Так вот, необходимая часть в рентгеновском аппарате - это вакуумная трубка, из которой почти полностью откачан воздух.
Слышал ты, наверное, и о зловредных вирусах, которые заражают человека гриппом и другими болезнями.
Эти отравители проникают внутрь клеточек, из которых состоит человеческий организм. В этих клеточках они размножаются и отравляют кровь своим ядом. Человек заболевает.
Но вирусы так малы, что их не разглядишь даже через самый сильный микроскоп.
И все же ученые сумели найти способ рассмотреть этих невидимых врагов, узнать, как они проникают в кровь человека, и найти способы с ними бороться.
Это удалось сделать при помощи особого электронного микроскопа. Только в нем ученые смогли увидеть вирусов, увеличенных в сто пятьдесят тысяч раз. Но и то эти крохотные вредители кажутся наблюдателю лишь еле заметными точечками и запятыми, настолько они малы. Теперь стало понятно, почему вирусы при исследовании крови проникали даже через самые плотные фильтры.
Главная часть электронного микроскопа - высокая металлическая труба, из которой почти полностью откачан воздух. Значит, и здесь врачам помогает вакуум.
А в каждом маленьком радиоприемнике скрыты крохотные пластиночки-транзисторы, которые вообще нельзя сделать из обычного металла. Для их изготовления нужен такой металл, какой можно получить в вакууме.
27 000 000 000 000 000 000
Помогает вакуум и металлургам.
Однажды мне довелось побывать на большом металлургическом заводе, укрытом в горах и лесах Уральского хребта. Завод этот нарочно построен именно там, где сама природа хранит особенно чистый воздух.
Но не так-то просто было пройти в цех, который меня интересовал.
Сперва мне пришлось принять душ и одеться в вынутое из заклеенного пакета чистое белье и белый халат, надеть на ноги белые тапочки, а на голову - белую шапочку.
Затем меня ввели в тамбур и плотно закрыли двери. Потом открыли другие двери, и я оказался во втором тамбуре. После этого двери в первый тамбур плотно закрыли, и только тогда открылась дверь в самый цех.
Все в нем было белое. Белые стены, белые потолки, белая мебель, даже все машины покрашены белой эмалевой краской. И все рабочие были одеты так же, как я, во все белое.
Яркий свет так заливал все помещение цеха, что в нем была бы заметна любая пылинка. Но пылинок в воздухе здесь не было.
Мне сказали, что все тут, вплоть до одежды рабочих, пропитано специальным противопылевым составом. И даже воздух для дыхания, который подкачивают в цех, сперва прогоняют через несколько самых плотных фильтров.
Посредине цеха стояла небольшая электрическая печь. А возле нее гудели насосы.
Я спросил, для чего же нужен такой цех и такая печь, из которой все время откачивают воздух? И вот что мне рассказали.
Вы, наверное, слышали название "полупроводники". Это крохотные пластиночки, без которых не сделаешь ни маленький портативный радиоприемник-транзистор, ни цветной телевизор.
Не могут обойтись без полупроводников и конструкторы различных электронных приборов. Большинство этих приборов появились лишь после того, как были открыты полупроводники.
Но для изготовления самых сложных и точных либо самых миниатюрных приборов необходимы сверхчистые металлы. Такие металлы, в составе которых было бы не больше одной частицы посторонней примеси на десять миллиардов частиц самого металла! И только в вакууме можно сварить такой металл.
- Представляете, - сказал мне инженер, - достаточно одной чужой частицы, и металл уже не годен! Это все равно, что вы подошли бы к бассейну, в который налито десять тысяч бочек дистиллированной воды, и бросили бы в воду полкусочка сахару. А вам бы тогда сказали, что теперь вся вода испорчена - она стала сладкой!
Однако даже в вакуумной печи завода сверхчистых металлов, несмотря на непрерывную работу нескольких насосов, еще остается немного воздуха.
Как ты думаешь, что значит та огромная цифра, которой названа эта главка?
27 000 000 000 000 000 000 - двадцать семь квинтильонов!
Это именно столько частиц воздуха помещается в одном наперстке. Попробуй их всех оттуда выгнать!
А ведь иногда нужно выгнать воздух не из прибора величиной с наперсток и даже не из небольшой электрической печи, как на том заводе, о котором было рассказано, а создать безвоздушное пространство в гигантской стальной трубе, похожей на громадную баранку, внутри которой вполне поместилась бы городская площадь.
Такие "баранки" толщиной с двухэтажный дом можно увидеть, например, в приволжском городе Дубне или под Серпуховом близ Москвы в научных институтах, где физики изучают строение атома. Это камеры самых мощных в мире ускорителей атомных частиц.
В стальных трубах ускорителей исследователи разгоняют до небывалой скорости протоны, из которых состоят атомы, а затем ставят на их пути препятствие. Летящие с невероятной скоростью - 250 тысяч километров в секунду - протоны от удара о мишень разбиваются на еще более мелкие частицы. Исследователи фотографируют следы этих частиц на фотопленку, а затем изучают по полученным снимкам их особенности.
Но легкие протоны никогда не наберут нужной скорости, если им придется по пути сталкиваться с тяжелыми частицами воздуха. Поэтому в трубе ускорителя должно быть безвоздушное пространство.
Вот почему так натужно гудят пятьдесят мощных и сложных насосов, подключенных к трубе на всем ее протяжении. Они должны обеспечивать настолько высокое разрежение воздуха в камере ускорителя, чтобы оставшиеся в ней отдельные частицы газов не помешали протонам мчаться вперед, к мишени.
Только научившись создавать в ускорителях почти полный вакуум, ученые смогли открыть много различных мельчайших частиц, из которых состоят атомы, и еще глубже узнать строение всего нашего мира.
В БЕЗВОЗДУШНОМ ПРОСТРАНСТВЕ
Но нельзя ли найти в мире почти полный вакуум, не прибегая ни к каким насосам?
Можно! Сегодня мы знаем это совершенно точно.
Уже давно люди заметили, что чем выше поднимаешься в горы, тем труднее становится дышать - не хватает воздуха. При помощи различных приборов ученые установили, что чем дальше от поверхности Земли, тем слабее давление воздуха.
Значит, та воздушная подушка, которая лежит над Землей, чем выше, тем менее плотна и становится все легче.
Где же кончается окутывающая Землю воздушная пелена? Где начинается подлинное безвоздушное пространство, подлинный вакуум?
1 2 3 4 5 6