Як в невагомості нагріти воду


 

Як і чому, за якими законами відбувається процес нагрівання води в умовах земного тяжіння, пояснюється в підручниках фізики. Але після перших космічних польотів багатьох цікавить питання про поведінку цієї рідини в невагомості. Чи можна її нагріти? Виявляється, можна, але зовсім по-іншому, не так, но на Землі.



Інструкція

  1. В умовах невагомості на будь-яку рідину, в тому числі і на воду, діють тільки сили поверхневого натягу, а значить, якщо вона буде надана сама собі, тобто буде витягнута з посудини, в якому зберігається, то обов’язково візьме сферичну форму. До речі, в просторі, де немає сили тяжіння, вода литися не буде. Ви повинні її витрусити з ємності, як який-небудь густий сироп.
  2. Одержаний куля або декілька таких куль, вільно плаваючих в повітрі, не так-то легко помістити в каструльку або чайник для нагрівання. Вони розподіляться по поверхні судини і з внутрішніх його стінок будуть перетікати на зовнішні, огортаючи водяним шаром весь посудину. Що ж робити? Згадайте, що вода не змочує ті тіла, які покриті шаром жиру. Тому, щоб утримати її в вашій ємності, необхідно змастити краї всередині і зовні тонким шаром жиру.
  3. Наступна проблема — використання нагрівального приладу. Якщо скористатися не електрикою, а газом, то побачите, що незабаром після загоряння газовий пальник загасне. Це легко пояснити. При горінні утворюються негорючі гази, у тому числі вуглекислота. Коли є сила тяжіння, продукти горіння, теплі і більш легкі, витісняються припливом свіжого повітря. Але в умовах невагомості цього немає, і вуглекислота з водяною парою оточують полум’я, перегороджуючи доступ свіжого повітря. Щоб вирішити цю проблему, вам слід обов’язково обдувати місце горіння, щоб створити рух газів.
  4. Нагріватися в цих умовах вода буде теж незвичайно. На Землі існує таке явище, як конвекція. При нагріванні зменшується щільність води, і нагріте нижній її шар піднімається вгору, а його місце займає менше нагріта маса води. Така постійна циркуляція теплих і холодних шарів призводить до того, що температура води в посудині поступово підвищується. Але в умовах невагомості конвекції немає. Нагрівання води призводить до збільшення розмірів бульбашок пари, і вони об’єднуються в один величезний паровий міхур внизу, швидко виштовхуючи холодну воду з верхніх шарів з посудини. Тому якщо ви надасте воді в невагомості нагріватися без вашого втручання, то вона, перетворюючись в пінисту масу, буде просто вилазити з каструльки. Але якщо нагрівається воду постійно і швидко перемішувати, то більш-менш рівномірно нагріти її все-таки вдасться. Але кипіти вона не може, тому що пар встигне витіснити всю воду з посудини ще до того, як вона вся закипить.