Использование силы воды в хозяйстве.

Было время, когда для работы в хозяйстве человек применял только силу домашних животных да свою собственную силу. В ту пору для работы человек применял только живые двигатели.

Но уже с древних времен силу домашних животных и свою собственную силу для работы в хозяйстве человек стал заменять силами природы. Вместо живых двигателей он стал применять водяные, ветряные, а затем и другие двигатели.

 

Водяные двигатели.

Самым простым водяным двигателем является водяное колесо (рис. 32). Оно применяется, например, на деревенской водяной мельнице. На водяное колесо падает вода, и оно вращается. Водяное колесо соединено с жерновами, поэтому движение от него передается жерновам. Жернова тоже вращаются и размалывают зерно в муку.

Водяное колесо было изобретено еще в древности. Но сравнительно недавно, лет 100 с лишком назад, во Франции была изобретена водяная турбина.

Рис 32. Водяное колесо (наливное).

На рисунке видно, как уста­новлена турбина (рис. 33). Главной частью ее является большое металлическое подвижное колесо, насаженное особым способом на стоячий вал.

По трубе с силой падает вода и на пути своем встречает турбину. Вода с силой ударяет о лопасти подвижного колеса турбины и заставляет его быстро–быстро вращаться. Турбина соединена с машиной, и вращение от турбины передается в машину. На электрической станции эти машины вырабатывают электричество.

Так, применяя водяное колесо и турбину, человек использует в хозяйстве силу падающей воды.

Наши водные электрические станции.

Водяные турбины имеют очень большое значение в нашем народном хозяйстве. Без них не обходится ни одна водная элек­трическая станция. На электрических станциях вырабатывается электричество. По проводам электричество передается на фабрики и заводы, в совхозы и колхозы. Там электричество приводит в движение станки и машины.

 

Рис. 33. Установка водяной турбины на Днепрогэсе.

 

По завету Ленина мы строим много электрических станций.

Одной из самых мощных в СССР является Волховская водная электрическая станция. Она построена в 1926 году на реке Волхове. С Волховской станции электричество передается по проводам в Ленинград на фабрики и заводы.

В 1932 году на Днепре построена Днепровская водная электрическая станция. Днепрогэс – это самая мощная не только в СССР, но и в Европе водная электрическая станция. На ней поставлено девять громаднейших турбин.

Вырабатываемое на этой станции электричество по проводам передается на многие фабрики и заводы, в совхозы и колхозы.

Днепрогэс может производит столько электричества, сколько могут дать десять волховских станций.

По плану советского правительства у нас будут строиться                и еще более мощные водные электрические станции на Волге          и Ангаре.

Так мы побеждаем силы природы и ставим их на службу
социалистическому строительству.

 

Паровые двигатели.

Человек использует в своем хозяйстве не только силу падающей воды, но и силу пара в паровых двигателях.

 

 

Рис. 34. Как пар давит на поршень и вращает колесо.

 

Чтобы понять, как пар производит работу, сделаем такой опыт.

Опыт. Нальем в пробирку на 1/4воды и закроем ее пробкой. Укрепим пробирку и будем кипятить в ней воду. Через некоторое время пробка с шумом вылетает из пробирки. Что же произошло?

Когда мы кипятим воду, вода превращается в пар. Пара образуется много, он скопляется над кипящей водой в пробирке. Из закрытой пробирки ему нет выхода, он сжат. Сжатый пар давит изнутри на стенки пробирки и на пробку, Под давлением сжатого пара и вылетает из пробирки пробка.

Вот эту силу сжатого пара и используют в паровой машине.

Над изобретением паровой машины работали многие. Но этимашины вначале были очень неудобны. Усовершенствовал паровую машину лет 170 назад англичанин Уатт. После этого и стали применять паровую машину в хозяйстве. После изобретения паровой машины были изобретены сначала пароход, а затем и паровоз. Везде стали применять паровые машины.

Но как же пар в паровой машине производит работу?

В паровой машине есть котел с водой. Воду в котле очень сильно нагревают. Вода кипит. Образуется много пара. Пар по трубе отводится в цилиндр. Смотрите теперь на рисунок 34.

В цилиндре имеется поршень, он плотно прилегает к стенкам Цилиндра. Сжатый пар сильно давит на поршень и толкает его попеременно то вперед, то назад. Поршень движется. Но поршень соединен с колесом. Поэтому движение передается колесу: колесо вращается. Так пар в паровой машине производит работу.

Паровые двигатели в нашем народном хозяйстве имеют большое значение. Они применяются на паровозах, на пароходах.                   Они работают на многих наших фабриках и заводах, в совхозах и колхозах.

 

III. ВОЗДУХ.

 

Когда в ясный солнечный день мы смотрим вверх, мы видим над собой голубое небо. Голубое небо – это воздух, освещенный солнцем. Воздух покрывает землю слоем толщиной не менее 700 километров. Он повсюду находится вокруг нас.

 

Воздух занимает место.

Воздух – бесцветный и прозрачный газ, поэтому мы и не видим воздуха.

 

Рис. 35. Воздух выходит из стакана.

 

Опыт. Возьмем пустой стакан и опустим его вверх дном в широкий сосуд с водой. Вода не входит в стакан, так как в стакане есть воздух.

Слегка наклоним стакан. Из стакана выскакивают в воду пузырьки воздуха (рис. 35). Будем дальше наклонять стакан: все больше и больше воздуха будет выходить из стакана. Воздух освободил место в стакане, и на место воздуха в стакан вошла вода. Так можно перелить воздух из этого стакана в стакан, наполненный водой. Этот опыт доказывает, что воздух занимает место.

Говорят: "пустой" стакан, "пустая" бутылка, "пустое" ведро. А на самом деле они не пустые, а наполненные воздухом.

 

Воздух имеет вес.

Твердые и жидкие тела имеют вес. Имеет ли вес воздух? Чтобы выяснить это, можно сделать следующий опыт.

Опыт. Возьмем большую тонкостенную колбу, плотно закроем ее пробкой, поставим на кусок ткани на чашку весов и уравнове­сим. Сняв колбу с весов, вынем пробку и нагреем колбу в пламени спиртовки. При нагревании воздух расширяется и частью выходит из колбы, хотя этого мы и не замечаем. Нагретую колбу плотно закроем той же пробкой и поставим на ту же чашку весов. Колба стала легче, так как при нагревании из нее вышла часть воздуха. Значит, воздух имеет вес.

Воздух значительно легче воды. Литр воды при 4° весит 1000 граммов, литр воздуха при тех же условиях весит только около 1⅛ грамма. Поэтому говорят, что воздух легкий. Но воздух, как и все тела природы, имеет вес.

 

Воздух сжимаем и упруг.

Воздух можно сжать. И чем сильнее мы будем сжимать воздух, тем сильнее он стремится расшириться. Это свойство называется упругостью. Чтобы ознакомиться со сжимаемостью и упругостью воздуха, сделаем такой опыт.

Опыт. Возьмем широкую стеклянную трубку длиною прибли­зительно в 50 сантиметров. Врежем конец этой трубки в толстый ломоть картофеля. Кружок картофеля остается в трубке и плотно закрывает ее отверстие. Так же плотно закроем кружком картофеля и другой конец трубки.

Теперь возьмем в одну руку трубку, а в другую – деревянную палочку. Будем толкать этой палочкой картофельный кружок внутрь трубки.

Мы не протолкнули первый картофельный кружок и до половины трубки, как второй кружок уже вылетает из трубки. Наш воздушный пистолет стреляет (рис. 36).

 

 

Рис. 36. Воздушный пистолет.

 

Повторим этот интересный опыт.

Но почему же стреляет воздушный пистолет?

Когда мы вдвигаем картофельный кружок в трубку, мы сжимаем воздух. Воздуха между кружками в трубке осталось столько же, а места он занимает меньше. Мы его сжали.

Но сжатый воздух упруг, он стремится расшириться. Он давит

в обе стороны и на тот и на другой картофельный кружок.

Под напором воздуха свободный картофельный кружок с шумом вылетает из трубки. Вот почему стреляет воздушный пистолет.

Сжимаемость и упругость воздуха используют в технике. Так сжатым воздухом приводятся в действие тормоза вагонов железнодорожных поездов и трамваев. Сжатым воздухом пользуются для разбрызгивания краски и белил на постройках. Сжатый воздух находится в шинах автомобилей; вследствие его упругости смягчаются толчки, которые получает автомобиль при движении. Сжатым же воздухом наполнены мячи, которыми играют. Благодаря упругости сжатого воздуха и отскакивает мяч при ударах во время игры.

Задание. Сделать опыт, какой указан на рисунке 37. Взять трубку в рот и вдувать воздух в бутыль, а затем быстро отвести ее в сторону. Сжатый воздух давит на воду в бутыли, и вода бьет из трубки фонтаном.