Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2009 № 10

ЗАМЕНИТЬ МЕДИЦИНСКУЮ КАПЕЛЬНИЦУ…

…электрическим насосом предлагает Владимир Клюев. Насос состоит из камеры с резьбой на внутренней стенке и поршне. Поршень соединен с валом электродвигателя, закрепленного на стойке, которая ходит по пазам.

При включении двигателя поршень начинает вращаться и ввинчиваться в резьбу на стенках камеры. За собою он тянет электродвигатель вместе со стойкой, к которой прикреплен. При этом поршень сжимает находящийся в камере эластичный контейнер с лекарством, и оно через шланг и иглу поступает в кровь больного.

Предложение Владимира можно разделить на две части. Первая — это принципиально новый механизм перемещения поршня внутри камеры. Его следует отнести к классу простейших, а изобретение новых простейших механизмов — событие крайне редкое. А потому Экспертный совет ПБ считает работу Владимира достойной авторского свидетельства.

Достоинства второй части предложения юного изобретателя не так очевидны. Дело в том, что устройство вряд ли позволит полностью, до капли использовать лекарство.

СУШИЛКУ ДЛЯ БЕЛЬЯ…

…превращающую испарившуюся с него влагу в снег, предлагает Иван Клюев. Сушилка представляет собой ящик с приспособлениями для развески белья. К нему подходят две трубы. По одной подается горячий воздух.

Он высушивает белье, при этом забирая у него всю влагу. Выпускать в квартиру воздух, полный запахов и влаги, нежелательно. Поэтому воздух пропускают через выпускную трубу, в которую подается очень холодный воздух. Он не только конденсирует влагу, но и превращает ее в снег. Этот снег остается в специальной емкости, а чистый воздух поступает в квартиру.

В качестве источника холодного и горячего воздуха Иван Клюев предлагает вихревую трубу. Напомним вкратце принцип ее работы. Вихревая труба — это устройство, в которое подается сжатый воздух. Там он приобретает вихревое движение, и в результате образуются два потока — холодного и горячего воздуха. Их Иван и предлагает применить в своей сушилке. Реально ли это? Рассмотрим физическую сторону происходящих в сушилке процессов.

Прежде всего, нужно воду, содержащуюся в белье, превратить в пар, а для этого придется затратить не менее 2260 кДж на каждый ее килограмм. Для обычной сушки одних этих затрат энергии было бы вполне достаточно, но Иван намерен этот пар превратить в воду и лед. Для этого у него придется сначала отнять теплоту парообразования (2260 кДж), а затем отнять еще 336 кДж на каждый килограмм пара. Из этих расчетов прежде всего видно, что сушилка расходует очень много энергии.

Есть у идеи и другие недостатки, но, наверное, достаточно того, что уже сказано. И все же предложение Ивана может быть полезно. В некоторых случаях, например в производстве полимеров, приходится выпаривать твердые вещества из ядовитых органических растворителей. В таких случаях пары растворителя выпускать в воздух нельзя. Вполне разумно охладить их и кристаллизовать, как это предлагает Иван. Соотношение энергий здесь может быть иным, вихревая труба вполне может пойти в дело. Экспертный совет принял решение удостоить работу Ивана Клюева Почетным диплом.

КОМПАКТНЫЙ ВЕРТОЛЕТ…

…со множеством винтов на одной оси предлагает Александр Смирнов из Москвы. «Ротор обычного вертолета имеет большой диаметр. При взлете и посадке его лопасти могут задевать окружающие предметы, дома, деревья, — пишет Александр и предлагает вместо одного винта применить множество маленьких, насаженных на общую ось. — Такой вертолет будет занимать совсем немного места и сможет садиться даже в городе».

К сожалению, предложение Александра не даст ожидаемого эффекта. Дело в том, что только верхний винт будет работать в нормальных условиях, а все остальные мало что добавят к его действию. Как показала практика, подъемная сила гирлянды из десятка винтов равна подъемной силе всего лишь одного-двух винтов.

Правда, есть возможность положение изменить к лучшему. Но для этого расстояние между винтами следует резко увеличить, сделав его равным 5 — 10 их диаметрам. Тогда, правда, вертолет Александра должен иметь целую мачту с вращающимися винтами высотой 30–50 м, а компактным такой вертолет назвать трудно.

* * *

НАШ ДОМ

Премудрости стирки

«Казалось бы, стирка — нехитрое дело. Побросал грязные вещи в стиральную машину-автомат, насыпал порошка, включил ее — и все. Не спешите. Физика процесса стирки до сих пор не ясна полностью. Так что дело не так просто…

В 1987 году голландский физик Лукас Ван ден Брокол готовил в Делфтском техническом университете диссертацию, посвященную тонкостям стирки в домашних стиральных машинах барабанного типа. Но когда он смоделировал процесс стирки на компьютере, получилось, что стирка рубашки должна занимать не менее 20 часов!..

При разбирательстве выяснилось, что диссертант допустил неточность. Он предположил, что вода при стирке не проникает через поры текстиля. Действительно, самые узкие зазоры в ткани после загрязнения могут иметь в поперечнике всего около 0,1 мкм. Чтобы продавить воду через такой фильтр, нужно гигантское давление, которое не создает барабан стиральной машины.

Расчеты Лукаса уточнила Линемун Тиммерман из того же университета. Бурные перетряски белья при стирке то растягивают, то сжимают ткань, при этом ее поры тоже меняют свои размеры, так что вода через них все же циркулирует, установила она. Кроме того, стиральный порошок делает воду более текучей. До недавнего времени основными моющими средствами служили мыло и сода, которая делала раствор более щелочным, а также смягчала воду. Для смягчения воды применяли также тринатрийфосфат, а при стирке шерстяных тканей — нашатырный спирт.

Сейчас же широко применяют синтетические моющие средства (СМС), а также различные отбеливатели, синьку, антистатики, парфюмерные отдушки…

В состав современных СМС входят различные синтетические поверхностно-активные вещества — сульфанол, алкилсульфонаты и другие моющие вещества в различных вариантах. К важнейшим добавкам относятся полифосфаты — триполифосфат натрия (его вводят в порошкообразные и пастообразные СМС), триполифосфат калия или двойная соль триполифосфата (для жидких СМС). Именно благодаря им современными СМС можно стирать в жесткой и даже в морской воде.

В некоторые средства для стирки хлопчатобумажных и льняных тканей вводят химические отбеливатели. Это всегда написано на этикетке. Таким отбеливателем в большинстве случаев служит перборат натрия. При достаточно высокой температуре эта соль выделяет кислород, который окисляет й обесцвечивает органические соединения. Отсюда следует, что обработка этими средствами цветного белья допустима лишь при пониженной температуре, иначе оно может полинять.

Загрязнения белкового происхождения (кровь, яичный белок, некоторые соусы и др.) отстирывать особенно трудно. Для их удаления существуют особые стиральные средства, содержащие энзимы — ферменты биологического происхождения. За определенное время и при условии, что температура раствора не превышает 40 °C, эти ферменты разрушают белки. О наличии в моющих средствах ферментов также сообщается на этикетке, часто к названию средства прибавляется приставка «био». Стирать белье с такими СМС надо обязательно при температуре не выше 40 °C.

Некоторые вещества способствуют образованию в моющем растворе обильной пены; их вводят в моющие средства, предназначенные главным образом для ручной стирки. Стабилизаторами пены служат обычно алкилоламиды. Введение в состав СМС таких веществ — дань некоторым хозяйкам, которые считают, что при стирке обязательно должно быть много пены.

Однако моющая способность современных синтетических моющих средств не определяется обилием пены.

Более того, обильная пена недопустима в машинах-автоматах.

Постельное белье, спецодежду надо стирать средствами для льняных и хлопчатобумажных тканей; изделия из шерсти, натурального шелка и синтетики надо стирать при температуре 30–50 °C (шерсть и шелк — максимум при 35 °C); ни в коем случае нельзя стирать их моющими средствами для стирки хлопчатобумажных и льняных тканей. Особо тонкие ткани рекомендуется стирать жидкими моющими средствами, используя при этом специальные чехлы-футляры для деликатной стирки.

Полоскание полезно начинать в теплой воде, а заканчивать обязательно в холодной для восстановления текстуры ткани.