Юный техник, 2012 № 11
Шрифт:
Аккуратно положите кусочек целлофана на воду. Если через некоторое время он станет влажным даже с верхней стороны, значит, ваш выбор правильный. Пластик так не размокает.
Иногда целлофан продают в канцелярских магазинах. К сожалению, этот материал бывает покрыт тонким слоем водоотталкивающей нитроцеллюлозы, которые препятствуют прохождению воды. Если вы точно знаете, что купили целлофан, а он не размокает, водонепроницаемую пленку можно удалить, погрузив целлофан в растворитель для лаков. Только эту работу надо проводить в присутствии взрослых, поскольку растворитель горюч и токсичен.
Еще полупроницаемую мембрану можно найти в некоторых пластиковых пакетах для хранения овощей.
Полупроницаемый пластик из крахмала используется также для производства биоразлагаемых мешков для утилизации отходов.
Кусочек целлофана можно положить в воронку, опустить ее в чашку и налить в воронку соленой воды. Капли, упавшие в чашку, окажутся пресными.
А проще всего добыть полупроницаемую мембрану из… куриного яйца. Собственно, с яйцами мы и поставим более сложный эксперимент.
Вам понадобятся: два сырых яйца; пищевой уксус; сахарный сироп; любой краситель, например, свекольный сок или чернила; кухонные весы (если есть).
Два сырых яйца аккуратно положите в стеклянную или фарфоровую посудину, залейте уксусом, накройте крышкой и оставьте на 2 дня. По прошествии времени осторожно промойте яйца струей воды. Скорлупы на них уже не будет, она растворится в уксусе, но, если кусочки еще остались, сотрите их. Будьте осторожны: яйца все еще сырые, но скорлупы на них уже нет.
Положите одно яйцо в сироп, а другое — в воду без сахара. Оставьте на ночь, а потом промойте и взвесьте. (Если у вас нет весов, вы можете осмотреть яйца и постараться заметить отличия.)
Попробуйте добавить в воду немного пищевого красителя и посмотреть, что происходит.
Теперь расшифруем результат. Осмос — это процесс, посредством которого вода поступает в наши ткани. Каждая клетка нашего организма окружены мембраной, которая выборочно пропускает внутрь то, в чем нуждаются клетки, но преграждает путь нежелательным молекулам.
Это удается мембране потому, что, как сказано выше, она содержит крошечные отверстия, которые пропускают мелкие молекулы и задерживают крупные. Молекулы воды достаточно мелки, чтобы проникнуть внутрь, а потому вода будет двигаться из области с высокой концентрацией воды в область с низкой концентрацией, пока не наступит равновесие.
На первом этапе эксперимента вы замочили яйца в уксусе, и скорлупа полностью исчезла. Пищевой уксус — это слабая уксусная кислота, она вступает в реакцию с карбонатом кальция скорлупы. При этом выделяется углекислый газ, пузырьки которого вы, наверное, заметили, опустив яйца в уксус.
Краситель проник скозь мембрану.
Мембрана, окружающая содержимое яйца, становится в уксусе очень эластичной, поскольку кислота меняет структуру белка. Тот же процесс, кстати, происходит в результате воздействия кислот, щелочей и высоких температур. Когда вы готовите яичницу, яичный белок становится непрозрачным и белым именно из-за изменения структуры денатурации.
Таким образом, после вымачивания в уксусе вы должны заметить, что яйцо не только осталось без скорлупы, но и несколько увеличилось в размерах. Это произошло потому, что вода из уксуса проникла внутрь яйца сквозь мембрану.
Если положить яйцо без скорлупы в воду, оно будет расти в размерах намного заметнее. И если добавить в воду краситель, процесс осмоса станет еще нагляднее: окрашенная вода будет проникать в поверхностные слои яйца.
Если же вы поместите пропитанное уксусом яйцо в сироп, то увидите обратное. Поскольку в яйце больше воды, чем в сиропе, то вода из него будет проходить сквозь мембрану в противоположном направлении, и яйцо станет уменьшаться в размерах.
Яйцо в сиропе теряет влагу.
Следующий эксперимент демонстрирует действие осмоса на растения.
Заполните водой два блюдца и добавьте в одно из них две столовые ложки соли. Аккуратно разрежьте картофелину вдоль на две половинки и положите их плоской стороной вниз в блюдца с водой.
Спустя часа два-три посмотрите на ваши образцы. Половинка картофеля, пролежавшая в пресной воде, станет чуть жестче, чем раньше, поскольку содержащиеся в ее клетках соли и другие химические вещества успеют уйти сквозь мембрану в воду.
Половинка картофелины, замоченная в соленой воде, напротив, станет очень мягкой, поскольку соленая вода вытянет из картофеля влагу.
Так что, попав летом на море, не сидите долго в его соленой воде. Это шутка: кожа человека надежно его защищает, так что стать мягким вам не удастся, купайтесь вы хоть целый час.
И. ЗВЕРЕВ
ПОЛИГОН
Сколько бензина в литре… воды?
В 1991 году американский инженер Дж. Григгс сделал такую помпу, в которой вода текла с большим затруднением, трение получалось огромным и вода из насоса выходила горячей. При помощи такого насоса Григгс перекачал воду из одного бака в другой и произвел расчеты.
Выяснилось, что каждый киловатт энергии, подведенной к насосу, приносил в бак 1,15 киловатта тепла!
Ученые начали искать объяснения феномена и вместе с Григгсом изучать все тонкости процесса. А бизнесмены занялись своим делом: есть помпа, создающая избыточную энергию, она может дать 15 % избыточного тепла, а если постараться — то даже 60 %! Так почему бы не применить ее для отопления домов? И помпы — их стали называть вихревыми насосами — поступили в продажу.