Kvant. Звон колокольчика
Паравян Н. Звон колокольчика //Квант. — 1997. — № 4. — С. 42.
По специальной договоренности с редколлегией и редакцией журнала "Квант"
Самостоятельно или на занятиях физического кружка можно провести такой эксперимент. Соберите установку, изображенную на рисунке.
В обычном металлическом штативе с помощью лапки неплотно укрепите широкогорлую круглодонную колбу емкостью 250 - 300 мл, плотно закрытую резиновой пробкой с проходящей сквозь нее стеклянной трубкой длиной 15 - 20 см. (Все эти приборы можно, например, взять на время из кабинета химии.) К нижнему концу трубки на короткой нитке подвесьте маленький колокольчик — типа тех, что используют рыболовы-любители, — а на верхний конец трубки наденьте небольшой отрезок резинового шланга длиной 5 - 10 см, перекрытый зажимом. Налейте в колбу 20 - 25 мл воды. Вот наша экспериментальная установка и готова.
Выньте пробку вместе с трубкой и колокольчиком из горла колбы, а под дно колбы подставьте электрическую плитку с закрытой спиралью. (В крайнем случае можно использовать и обыкновенную спиртовку, но только внимательно проследите, чтобы во время нагревания колбы фитиль ни в коем случае не коснулся стенки колбы — она тут же лопнет!)
Нагревайте колбу, пока вода в ней не закипит, а минуты через три после этого плотно вставьте пробку с трубкой и колокольчиком обратно в колбу и быстро уберите нагреватель. Подождите, пока колба полностью не остынет, осторожно выньте колбу из штатива и слегка раскачайте ее. Вы услышите очень слабый звон.
Что ж, это понятно: при нагревании колбы с водой часть воздуха, вытесненная паром, ушла из нее, а после конденсации пара в герметически закрытой колбе образовался относительно невысокий вакуум (точнее — разреженная среда). Вот почему вы почти не слышали звучания колокольчика.
Теперь снимите зажим и через несколько секунд снова наденьте его. Раскачав колбу, вы услышите значительно усиленный звон колокольчика. Почему? Тоже понятно: мы впустили в колбу воздух, и плотность среды, проводящей звук, существенно увеличилась.
Продолжим эксперимент. Выньте из колбы пробку с колокольчиком, слейте остатки воды и вместо нее налейте 20 - 25 мл безводного глицерина или этиленгликоля. (Их тоже можно позаимствовать из кабинета химии.) У этих жидкостей плотность паров при комнатной температуре в несколько десятков раз меньше плотности паров воды. В результате разреженность среды в колбе будет еще выше, и, по идее, эксперимент должен дать еще лучший эффект. И действительно, звон колокольчика не будет слышен уже на расстоянии одного метра от колбы.
