Як створити парову машину з підручних матеріалів?.


Демонстрація моделі парової машини Ньюкомена в дії.

Понядобітся: Насос повітряний ручний (можна велосипедний); круглодонні огнеурпорная колба ємністю 1 л з кришкою; гумовий шланг з товстими стінками (можна вакуумний); скляна трубка; кран скляний двоходовий; плитка газова (з розсікачем) або електрична; гиря 1 кг; відро з водою і кухлик; прихватка; штатив з муфтами та лапками.

Інструкція Рівень складності: Непросто 1 крок

Опис досвіду

З ручного повітряного насоса можна зробити паровий двигун. Для цього необхідний паровий котел. У нашому досвіді роль парового котла виконує колба з киплячою водою. Коли при кипінні пар витіснить з колби все повітря, закриємо колбу. Починаємо охолоджувати пару, поливаючи колбу водою. Пар конденсується, і в колбі утвориться розрідження (низький тиск). Поєднавши колбу з насосом, ми створюємо розрідження і всередині циліндра, під поршнем. Поршень втягується в циліндр, так як зовні на нього діє атмосферний тиск. Різниця тисків така, що поршень може підняти кілограмову гирю. За такою схемою працював один з перших парових двигунів - парова машина Ньюкомена, відкачують воду з шахт.

2 крок

Постановка досвіду.

Для створення установки потрібно розсвердлити один з ніпелів (відсисаючий) ручного повітряного насоса для безперешкодного руху повітря під поршень. Другий ніпель краще перекрити коротким шматком шланга з затиском на кінці. Можна використовувати велосипедний насос з великим діаметром поршня для створення більшого підйомного зусилля. Необхідно розгорнути в протилежну сторону шкіряну манжету на поршні, оскільки насос буде працювати на всмоктування. Насос закріплюється на штативі у вертикальному положенні, шток поршня повинен бути напрямку вниз.


На ручку насоса вішаємо гирю. До вентиля насоса приєднуємо гумову трубку, на кінці якої встановлюємо двоходовий кран. Інший вихід крана з'єднуємо з колбою такий же трубкою. У пробку колби потрібно вставити скляну трубку, а до неї вже приєднувати шланг. Третій вихід крана повинен відкриватися в атмосферу. За відсутності крана можна приєднувати шланг від колби безпосередньо до насоса, однак у цьому випадку буде потрібно затискач з гвинтом для перекривання шланга на першій стадії досвіду. Виходи крана потрібно організувати так, щоб на першій стадії досвіду колба була з'єднана з атмосферою (витіснення пором повітря з колби), а на стадії охолодження - повністю закупорена. На завершальній стадії кран повинен з'єднати колбу і насос.

3 крок

Наливаємо в колбу гарячу воду (щоб скоротити процес нагрівання) і ставимо її на плитку (якщо використовується електроплита, доведеться взяти круглу колбу з плоским денцем для забезпечення надійного теплового контакту, проте така колба менш міцна). Довівши воду до кипіння, даємо їй хвилину інтенсивно покипіти, щоб пара витіснив повітря над водою, і перекриваємо кран. Вимикаємо нагрівач і обережно переносимо колбу до установки. Починаємо охолоджувати колбу над відром або над тазом. Поливаючи колбу водою, викликаємо конденсацію пари, в просторі колби виникає розрідження. Зауважимо, що вода при охолодженні продовжує кипіти. Поворотом крана з'єднаємо колбу з насосом - розрідження в колбі створить під поршнем насоса низький тиск, в результаті чого поршень втягується і піднімає гирю.