Загадки электричества
— Я ставлю на стол ту же банку с раствором соли, с которым мы все время делали опыты. Так же, как и раньше, я включаю ее через лампочку, но лампочку беру на 100 свечей для того, чтобы мой опыт протекал быстрее. Вы видите, что лампочка горит красноватым светом, так как сопротивление раствора довольно значительно. Теперь наблюдайте за светом лампы. Уже через 2-3 минуты вы заметите, что она начинает ярче гореть, а через полчаса лампочка будет гореть так ярко, как-будто никакое сопротивление и не было включено в ее цепь. Понятно, что это происходит от усиления тока. Но отчего же мог усилится ток, как не от уменьшения сопротивления раствора? Однако, чем же могло быть вызвано это уменьшение, если все условия остались одинаковыми? Правда, изменилось время.Мы начали опыт в 3 ч. 20 м., а сейчас 3 ч. 55 м.
Человек меняется с течением времени, но неужели же время действует и на раствор соли?
Председатель по поводу этой задачи заметил:
— Ты говоришь, что все условия опыта остались одинаковыми, но ты не заметил никаких изменений только потому, что ты не наблюдал всеми своими органами чувств. Твои глаза отметили изменение силы света лампочки, но, может быть, для того, чтобы обнаружить причину этого изменения, надо было наблюдать не глазами?
Мы легко догадались, в чем заключалась причина уменьшения сопротивления раствора, и были очень благодарны нашему товарищу за то, что он в своей задаче дал возможность на одном опыте обнаружить два свойства электрического тока.
Мы знаем, что при прохождении тока через проводник он нагревается. Следовательно, температура раствора соли должна была во время опыта возрасти. С другой стороны, величина сопротивления проводника зависит от его температуры. Жидкие проводники-электролиты и уголь уменьшают свое сопротивление от повышения температуры.
— Товарищи, да ведь если наше решение верно, то мы же можем таким способом кипятить себе чай и варить яйца. Ни электрической плиты, ни электрической кастрюли нам не нужно.
Однако, практика, к сожалению, этого не оправдывает. Я ставил такую банку с раствором соли у себя дома на целую ночь, и раствор не только не закипел, но даже не нагрелся сильнее, чем за полчаса нашего опыта.
— Это вполне понятно,—заметили некоторые из присутствующих.—Ты забыл о законе Джоуля-Ленца. Вспомни формулу: Q =0,24I 2Rt, где Q—калории1, выделяемые током I — сила тока, проходящего через раствор, R — сопротивление раствора и t — время, в течение которого шел ток. Из этой формулы ты видишь, что количество тепла, выделяемое током, пропорционально квадрату силы тока, а у тебя ток был очень слабый.
После решения этой задачи председатель предложил нам новую.
1 Калория—единица количества тепла, равная тому количеству тепла, которое необходимо для того, чтобы 1 г воды нагреть на 1 C0.