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LABORATORIO CIENTÍFICO INFANTIL
Rayos submarinos. laboratorio de ciencias para niños
Directorio / Laboratorio de ciencias para niños Dicen que a finales de los años 1940 del siglo pasado, el estudiante Leva Yutkin esperaba que pasara una tormenta en la orilla de un lago. De repente, un rayo cayó sobre el agua, elevando una enorme fuente hacia el cielo, empapando al joven de pies a cabeza. Recuerdo el maravilloso fenómeno. El maestro de la escuela le dio a Leva una pequeña máquina electrostática y el estudiante pasó varios años reproduciendo experimentalmente lo que vio. Parecería que todo es sencillo: arrojar un cable a un recipiente con agua, llevar el otro a la superficie y girar el mango de la máquina. Pero ni la primera ni la centésima chispa surtieron efecto... Y luego funcionó. El pequeño acuario de repente se dividió silenciosamente en varios pedazos grandes y el agua entró corriendo en la habitación. Este éxito determinó la vida futura del inventor Yutkin.
Resultó que si se realiza correctamente una descarga eléctrica en agua, e incluso se utiliza para ello una fuente de energía más potente que la máquina electrostática de la escuela, se obtiene una poderosa explosión. Su poder destruyó cualquier material. Todo hablaba de presiones de miles y decenas de miles de atmósferas. No es sorprendente que en 1950 L.A. Yutkin, junto con su esposa Lydia Alexandrovna Goltsova, presentaran una solicitud para un “Método para obtener presiones altas y ultraaltas”. La solicitud fue coronada con un certificado de autor, sin embargo, siete años después... (¡Posteriormente, L.A. Yutkin y L.A. Goltsova hicieron alrededor de 150 inventos más!) Durante una descarga eléctrica, se producen procesos complejos en el agua. En su primera etapa, que dura microsegundos, se forma un canal de plasma con una temperatura de hasta 40000 °C. El plasma se expande a una velocidad comparable a la velocidad del sonido en el agua (1410 m/s). Esto crea la primera onda de choque y una cavidad llena de vapor y gas calientes, que gradualmente completa su expansión, luego comienza a pulsar y finalmente colapsa. Se produce un efecto acumulativo, similar al utilizado en los proyectiles perforantes. La presión que surge en esta etapa, según los científicos, puede alcanzar las 450 mil atmósferas. No es de extrañar que no existan materiales que puedan resistir una chispa eléctrica en el agua. Tenga en cuenta que las descargas eléctricas en el agua se observaron en el siglo XIX. Pero los científicos no vieron nada extraordinario en ellos. Y L.A. Yutkin descubrió muchas cosas interesantes. Por lo tanto, toda la gama de fenómenos asociados con la descarga eléctrica en agua y otros líquidos se suele denominar efecto electrohidráulico (EHE) o efecto Yutkin. En EGE, hasta el 30-80% de la energía eléctrica se convierte en trabajo mecánico y, a veces, se libera mucho más calor, 2-3 veces más. La razón está en los procesos que ocurren durante el colapso de la cavidad. Desafortunadamente, sabemos poco sobre ellos. La mayor parte de ellos ocurre cuando la cavidad disminuye a un tamaño que no es visible en ningún microscopio. Además, la etapa más interesante del colapso dura mucho menos de una milmillonésima de segundo. Sin embargo, la falta de conocimientos teóricos no impide la aplicación práctica del efecto Yutkin. En primer lugar, se trata de la trituración de una amplia variedad de materiales, que van desde la simple transformación de bloques de piedra en piedra triturada. Así, durante la reconstrucción de uno de los puentes de Moscú, las viejas piezas de hormigón se convirtieron en migajas mediante descargas eléctricas, con las que se fabricaron otras nuevas. Pero hay procesos de aplastamiento más sutiles. En la superficie de las piezas de acero fundidas en un molde de barro, una capa de tierra y escamas permanece firmemente arraigada. Quitarlo requiere mucha mano de obra si no utiliza EGE. Y si lo utilizas, el proceso resulta sumamente sencillo. Las piezas se colocan en un baño, se someten a varios rayos bajo el agua y su superficie queda limpia. El efecto Yutkin te permite no solo destruir, sino también crear. Así se utiliza, por ejemplo, para estampar piezas de chapa. Primero, hacen una matriz, una pieza que tiene la forma opuesta a la que quieren obtener. Se coloca en el fondo de la bañera, se presiona firmemente una lámina de metal encima y se bombea el aire por debajo. Luego se vierte agua encima y se hacen descargas en ella. La lámina de metal se dobla y llena con precisión toda la superficie de la matriz. Hay que decir que el estampado de láminas se puede realizar de muchas otras formas, por ejemplo, mediante presión de aceite o golpeando una capa de goma con un martillo. Pero aquí es necesario utilizar un metal especialmente dúctil y blando, lo que hace que la pieza resulte frágil. El efecto Yutkin permite estampar piezas de metales frágiles y resistentes, y la pieza resulta muy duradera. Capaz de EGE y perforación. El taladro de Yutkin consta de una varilla de plástico con un electrodo en su interior y una corona de cualquier metal, por ejemplo cobre. Tanto la corona como el eje están estacionarios, sólo gira el electrodo de alambre luminoso. El agua se suministra a través de otro de los canales de la varilla. Con cada vuelta del electrodo, muchas chispas corren alrededor de los dientes de la corona fija, aplastando la roca de debajo hasta convertirla en polvo, y el agua la lleva a la superficie. Y no hay rocas que puedan resistir semejante taladro. Una vez, L.A. Yutkin y L.A. Goltsova sometieron suelo ordinario a impactos de EG, soplando aire a través de él. El caso es que las sales minerales que contiene llegan a las raíces de las plantas, principalmente desde la superficie de sus partículas. Los rayos ultraligeros los aplastaron, la superficie aumentó y la mayoría de las sales contenidas en el suelo quedaron disponibles para las raíces de las plantas. Además, el nitrógeno contenido en el aire se convirtió en forma de compuestos químicos disponibles para las plantas. ¡La tierra común se ha convertido en un excelente fertilizante ecológico!
Podemos hablar del efecto Yutkin durante mucho tiempo, pero es mejor que lo pruebes tú mismo. Lo principal es una fuente de alto voltaje capaz de crear impulsos agudos y de rápido crecimiento. En instalaciones industriales se utiliza para ello un transformador de alta tensión de 30-60 kV, que carga el condensador a través de un rectificador. Sin embargo, fabricar una fuente de energía de este tipo es muy difícil y trabajar con ella es peligroso. La forma más sencilla es hacer lo mismo que el propio Yutkin: empezar a experimentar con una pequeña máquina electrostática escolar que puede producir unos 30000 V. Con ella hay que montar un circuito formado por dos descargadores de aire y electrodos montados en el fondo de la bañera. . Pero primero debe poner la máquina electrostática en completo orden: desmontarla y limpiarla a fondo de polvo. ¡Atención! ¡Todo trabajo con una máquina eléctrica es peligroso! ¡Sólo pueden realizarse en presencia de adultos! Los dos condensadores de vaso de Leyden de alto voltaje que se encuentran en su soporte son muy importantes para nosotros. Son vasos cubiertos con papel de aluminio. Deben limpiarse del polvo con especial cuidado, procurando no dañar la lámina, que es el revestimiento de los condensadores: el polvo es un buen conductor a altas tensiones. Al cerrar la corriente generada por la máquina, no permitirá que se acumule alto voltaje. También debe prestar atención a los pequeños cepillos de cobre: colectores de corriente. Deben limpiarse de depósitos de óxido oscuro. Finalmente, la máquina electrostática debe secarse completamente. Para hacer esto, colóquelo por un día cerca de un calentador caliente. Después de eso, ella comenzará a trabajar para que no la reconozcas. Las chispas serán grandes, ruidosas y frecuentes. Ahora procedemos a obtener el efecto electrohidráulico. Necesitará una bañera con paredes transparentes. Un recipiente de vidrio no es adecuado: no resistirá el golpe de ariete. Es mejor coger la parte inferior de una botella de plástico de cinco litros. Debe conectarse a la máquina electrostática mediante un cable de alto voltaje, similar al que se usa en el sistema de encendido de un automóvil. Para generar un pulso, es necesario hacer dos explosores. Cada uno de ellos consta de bolas con un diámetro de 15 a 20 mm fijadas sobre un trozo de plástico. Se pueden encontrar entre equipos de la vieja escuela. Ajuste los pararrayos de modo que la distancia entre las bolas sea de 15 a 20 mm. Conecte los electrodos de descarga al fondo del baño. Su papel lo desempeñan los extremos pelados del cable de alto voltaje. La distancia entre ellos es de 50-80 mm. Después de eso, vierte agua en tu baño y comienza a experimentar. Autor: A.Ilyin
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