Загадки электричества
Из лаборатории в жизнь.
— Мне хочется предложить вам, — сказал председатель, — один вопрос. Мы с вами, как умели, разобрались в тепловых и химических действиях постоянного электрического тока. Сейчас для меня стало ясным одно обстоятельство, — если происходит явление электролиза, то часть энергии тока тратится на нагревание электролита. Когда мы с вами кипятили раствор соли, пропуская через него ток. часть его энергии тратилась на разложение хлористого натра. Словом, мы никогда не могли использовать полностью всю энергию тока для определенной цели. Однако, может быть возможно избежать этого? На эту-то тему я и хочу предложить вам
Задачу № 62. О новом кипятильнике.
Нельзя ли воспользоваться для кипячения жидкости таким приемом, при котором вся энергия электрического тока будет переходить в тепловую и не вызовет электролитических явлений?
Мы даже удивились, что наш председатель дает нам такую простую задачу. Мы ее решили моментально. Свернули из тонкой проволоки спиральку, примотали ее концы к двум толстым проволокам и опустили в стакан с водой (см. рис. 30). Вода не замедлила нагреться. Теперь ток проходил не через жидкость, а через проволоку. В проволоке никакого электролиза произойти не могло, так как материал ее, будь то медь или железо, не есть химическое соединение, а элемент (химический), который вообще не разложим ни на какие другие вещества.
Каково же было наше удивление, когда председатель самым решительным образом заявил нам:
— Это не решение. Вы сами заставляете меня предложить вам новую
Задачу № 63. Разъяснившую нам три вопроса.
Рис. 30. Самый простой электрический кипятильник.
— Я утверждаю, что в вашем опыте происходили электролитические явления, и предлагаю вам ответить на вопрос: где и почему они происходили? Мы были уверены, что заявление председателя ложно.
В проволоке, как мы уже говорили, никаких электрохимических явлений не происходит.
Это было несомненно. Через жидкость же ток пройти не может.
Однако, если бы даже он мог через нее пройти, то нашей жидкостью была чистая вода, а, как известно, в воде никаких электрохимических реакций не происходит.
Все эти вопросы казались нам такими ясными, и все-таки мы оказались не правы. После долгой беседы и горячих споров мы вспомнили, что наша водопроводная вода, да и вообще всякая природная, далеко не „чистая вода“. В воде имеется много примесей, в ней растворены в большем или меньшем количестве различные соли. Следовательно, такая вода, конечно, — электролит. Это был первый вопрос, решенный не в нашу пользу. Второй, к сожалению, также разрешился в пользу председателя. Как ни странно было для нас предположение, что электрический ток, направляемый по проволочной спирали, вдруг почему-то пойдет через жидкость, однако, мы должны были согласиться, что это так. Весь вопрос сводился к тому, что на концах спирали были различные потенциалы, которые сообщались и воде. Так как вода была проводником, то очевидно, между ее точками, имеющими различные потенциалы, должен
Рис. 31. Новый тип кипятильника. На банку было намотано около 50 витков железной проволоки.
был возникнуть ток. Конечно, через воду шел не весь ток, ответвлялась только часть его, но все же он был, а значит, был и электролиз.
Кто-то по этому поводу спросил:
— Значит и те спирали, которые продаются для кипячения воды, также вызывают во время кипячения воды электролитические явления?
Мы сказали нашему товарищу, что многие думают так же, как он, что электрический ток проходит по той спирали, которую опускают в воду для кипячения. Однако, это не верно. Эта спираль лишь наружная трубка, из которой выкачан воздух и в которую заключена тонкая проволока или угольный волосок, накаляемый током. Понятно, что по этой наружной трубке ток вообще не идет, следовательно ни о каких электролитических явлениях при погружении ее в воду не может быть и речи.
Это был третий вопрос, который мы выяснили, благодаря задаче № 63.
Однако, мы были очень раздосадованы тем, что мы не можем построить простыми средствами такой кипятильник, в котором электрическая энергия шла бы исключительно на образование теплоты. Но на другой же день один из новых членов нашего кружка притащил с собой придуманный и изготовленный им прибор, который окончательно разрешил основной вопрос, поставленный председателем. Это была цилиндрическая глиняная банка из-под какого-то соленья, которую он обмотал снаружи тонкой железной проволокой так, чтобы один виток не касался другого. Для того, чтобы проволока не скользила по поверхности банки, под нее были положены три полоски асбеста.
— Вот, товарищи, — сказал изобретатель, — настоящий кипятильник. Вся энергия тока идет на образование теплоты. Вы, конечно, понимаете, товарищи, что так грубо сделанный прибор не имеет практического значения, но для меня важен принцип. Нижний конец и верхний конец навитой на банку проволоки я соединяю с сетью электрического освещения, в банку наливаю воды, а для того, чтобы не испортить нашего стола, я ставлю под банку пустую жестянку из-под консервов. Вот и вся моя установка (рис. 31).
Мы вполне согласились с нашим товарищем, но неожиданно выступил с протестом тот самый „спорщик“, из-за которого мы вообще так увлеклись работой.