Электростатика

Двигатели внутреннего сгорания

1. Поршневые. Горючее сгорает в цилиндре, продукты при расширении двигают поршень. В карбюраторных двигателях горючее распыляется в виде аэрозоля, начальная температура недостаточна для возгорания, поэтому они поджигаются электрической искрой. В дизельных двигателях (названных в честь Рудольфа Дизеля) благодаря сильному сжатию воздуха, он нагревается до очень высокой температуры, из-за чего жидкое топливо воспламеняется без искры. Очень высокая температура газов приводит к высокому КПД.

2. Газовая турбина. В самолетных двигателях струя газа, движущаяся с высокой скоростью, приводит во вращение турбину. Лопатки на роторах установлены для максимального торможения и охлаждения струи, чтобы получить максимальную механическую энергию. Из-за компактности работают только на легкогорючем топливе.

3. Реактивные двигатели. Здесь также создается струя газа, но основную роль играет не превращение ее в энергию вращения роторов, а выброс из двигателя с максимальной скоростью. Скорость вылета газов из специально сконструированного сопла может достигать 1-3 км/с. Возникающая при этом сила отдачи (реактивная) движет тело вперед. Этот тип двигателей используется в космических аппаратах, где иначе изменить скорость аппарата невозможно.

Если расчесывать пластмассовой расческой сухие чистые волосы, то можно заметить слабое потрескивание, кроме этого волосы будут притягиваться к расческе. При использовании одежды из некоторых видов синтетической ткани можно заметить, что соприкосновения, например, с батареей центрального отопления или другим человеком становятся «небезопасными», а сопровождаются болезненным щелчком. Взяв сухой лист газетной бумаги, и приложив его к обоям и потерев щеткой, можно заметить, что он «прилипает» к стене. Круг этих давно известных явлений объясняется электризацией тел при соприкосновении. Для более детального их исследования используется электроскоп или электрометр.

На деревянной или пластмассовой подставке крепится металлический корпус, внутрь которого вставлен штырь с полым шаром на конце. Штырь не соприкасается с корпусом (заизолирован слоем пластмассы). К концу штыря внутри корпуса (который играет еще и защитную роль) прикреплены два легких лепестка (в электроскопе) или легкая металлическая стрелочка (в электрометре, в нем есть еще и шкала для отсчета отклонения стрелки).

Возьмем стеклянную палочку и газетную бумагу. Если потереть палочку о бумагу, а затем провести поверхностью, побывавшей в контакте с бумагой, по шару электроскопа, мы заметим, что листочки его разойдутся в разные стороны. То есть, на них по стержню попало что-то, что заставило их взаимодействовать. Коснемся шара рукой. Электроскоп приходит в исходное состояние. Это «что-то» исчезло. Теперь коснемся шара бумагой (сделать это сложно, так как она легко разряжается). Лепестки расходятся. Появилось ли на бумаге то же самое, что и на палочке? Чтобы это проверить, нужно коснуться шара одновременно заряженной палочкой и бумагой. Если сделать это, выяснится, что лепестки остались в исходном положении. То есть под действием трения, на палочке и бумаге появились разные «что-то», которые компенсируют друг друга. Видимо, они существовали совместно и были разделены. Эти «что-то» называются сейчас зарядами, тот, который остался на палочке – положительным, на бумаге – отрицательным. Названия совершенно условные. Заряды одного знака, помещенные на два предмета, как было выяснено, вызывают их отталкивание. Как ведут себя тела, на которые помещены заряды разных знаков? Ответ на это дает притяжение волос к расческе. Это как раз такая ситуация. Отрицательный заряд можно получить на пластмассовой (эбонитовой) палочке, если потереть ее о шерсть.

Если зарядить электроскоп, а затем привести его шар в соприкосновение с шаром незаряженного, то листочки первого немного опадут, а другого – поднимутся до такого же положения. Заряды распределились между электроскопами, и на каждом заряд стал вдвое меньше исходного. Теперь понятно, почему опадают листочки, если коснуться шара рукой. Заряды переходят на тело человека и могут перейти на землю. Так как земля велика, то на электроскопе почти не останется заряда.

Впервые о двух типах электричества заявил Шарль Дюфэ (1733).Зарядку тел при трении и разрядку заряженных тел объяснили перемещением электрических зарядов от одного тела к другому. Таким же образом объясняли явление электростатической индукции.

Если взять заряженную палочку и поднести к металлическому шару, не касаясь его, то заряды противоположного знака притянутся, а того же знака – уйдут в дальнюю часть шара. Коснувшись шара рукой, мы можем позволить им удалиться вообще. Тогда, убрав руку, мы обнаружим, что шар заряжен (он притягивается к палочке). Кстати, изображенный на рисунке шар тоже притягивается к палочке (слабее), хотя его суммарный заряд равен нулю. Этим объясняется притяжение к заряженному любым знаком телу других мелких предварительно незаряженных тел. Поскольку, поднося палочку ближе, мы видим увеличение силы взаимодействия, мы можем сделать вывод, что она уменьшается с расстоянием. (Это общефизическое свойство, на данный момент неизвестны силы, которые растут с увеличением расстояния между телами).