четверг, 21 апреля 2016 г.

Раз в год и термос стреляет

Предыдущая байка была из моей аспирантской жизни, а сейчас я копну еще глубже в прошлое – в жизнь студенческую, когда мы с супругой (а женаты мы тогда еще не были) параллельно с учебой подрабатывали в одной из лабораторий нашей кафедры. В тот раз мы готовили установку к очередному эксперименту… Но тут надо сделать небольшое теоретическое отступление.

Как я уже писал ранее, одними из основных датчиков, которые мы применяем в своих исследованиях, являются термопары. Здесь надо чуть подробнее остановиться на том, что же это такое. Термопара – это два соединенных между собой проводка из разных металлов. Под действием температуры в точке соединения начинает вырабатываться электродвижущая сила (это называется эффектом Зеебека). Проще говоря, на концах термопары появляется определенное напряжение, которое можно измерить, например, милливольтметром. Зная соответствие между величиной этого напряжения и температурой в точке соединения, можно таким нехитрым способом эту самую температуру измерять.
Нетрудно догадаться, что в точке соединения выводов термопары с клеммами измерительного прибора также образуется термопара, т.к. материалы этих выводов, самих клемм и их покрытия разные. В итоге прибор показывает, вместо температуры в точке установки термопары, разность этой температуры и той, при которой находятся его клеммы. Но нас-то интересует температура именно там, где мы поставили термопару. Поэтому с «термопарным эффектом» на клеммах нужно как-то бороться. Одним из методов является организация т.н. «холодного спая». Такой спай – это такая же термопара, как и основные измерительные, только на ней с высокой точностью поддерживается постоянная заранее известная температура. Это дает возможность определить погрешность, вносимую «термопарами» на клеммах, и учесть её в измерениях.
А теперь вернемся от теории к практике. Тогда в своих экспериментах для поддержания холодного спая при 0°С мы использовали сосуд Дьюара (он же термос), в который заливалось небольшое количество дистиллированной воды и засыпался толченный в крошку лед, сделанный из такого же дистиллата. В результате пока лед таял, внутри сосуда обеспечивались те самые постоянные ноль градусов.
В один прекрасный день мы, как обычно, готовили сей прекрасный «термостат» к экперименту: залили воды, засыпали лед. Моя супруга взяла в руку колбу с холодным спаем и как только она опустила её в тремос, раздался звук треснувшего стеклянного сосуда. Мы сразу же догадались, что лопнула колба самого термоса. Она, конечно же не из стекла, но звук при своем разрушении издает похожий. При чем сам звук был настолько громким, будто колба разлетелась в щепки. Видеть произошедшего внутри мы не могли, т.к. корпус термоса остался цел (еще бы, он же из куда более толстого металла, чем колба). Мы переглянулись. В глазах отчетливо читался страх. Страх увидеть нечто окровавленное и утыканное осколками вместо руки. Но доставать нужно было. Сделав глубокий вдох, руку вынули. К счастью она была цела и невредима. Мы заглянули внутрь термоса. Никаких миллиардов осколков там не было. На колбе просто появилась трещина и ничего более. Но зато как эффектно!
Трещина возникла, видимо, из-за термических напряжений. А вот откуда они взялись, остается загадкой, ведь такие процедуры с этим сосудом и до этого проделывали десятки, а то и сотни раз.