Юный техник, 2014 № 09

ПОЛИГОН Часы, отсчитывающие годы

В 1927 году профессор Томас Парнелл из Университета Квинсленда в Австралии решил доказать, что застывший битум, хоть и выглядит твердым веществом, на самом деле является сверхвязкой жидкостью.

Битум — это природная смола, которая представляет собой застывшую нефть. При комнатной температуре битум — твердое вещество, его можно разбить молотком на куски. Но если битум разогреть, он превращается в тягучую, вязкую жидкость. Этим свойством пользуются, например, кровельщики, герметизируя битумом щели на крыше.

А профессор Парнелл решил доказать, что даже застывший битум — не твердое вещество, но очень-очень вязкая жидкость. Он разогрел небольшой кусок битума и, когда тот расплавился, поместил его в воронку. Здесь он позволил битуму застыть, затем снял печать с носика воронки и стал ждать.

За прошедшие десятилетия в подставленную мензурку упало 8 капель, первая — в декабре 1938 года, последняя — в ноябре 2000 года. Вещества в воронке хватит на то, чтобы продолжать наблюдения еще, по крайней мере, лет сто.

В 1944 году аналогичный эксперимент, доказывающий, что битум является жидким веществом, начали сотрудники колледжа Тринити в Ирландии. За 70 лет из установленной ими воронки также «вытекли» несколько капель. И австралийский, и ирландский эксперименты показали, что капли отрываются в среднем раз в 10 лет.

11 июля 2013 года эксперимент принес первый официально задокументированный результат. Куратор проекта физик Шэйн Берджин впервые в истории зафиксировал на веб-камеру, как капает битум. Процесс происходит в два этапа — сначала отделяется сформировавшаяся капля величиной в палец, затем рвется тонкая нить, соединяющая каплю и массу в воронке. Проанализировав полученные данные, ученые из Тринити-колледжа установили, что вязкость битума в 2 млн. раз превышает вязкость меда. И продолжают наблюдения.

В Лондоне организовали еще один вариант опыта. Ученые Университета Квин-Мэри установили 5 стеклянных сосудов с битумной жидкостью — у всех разный диаметр горлышка. Таким образом, предполагалось исследовать влияние размера отверстия на скорость течения битума. Эксперимент начался в сентябре 2013 года.

Спустя 317 дней студенты взвесили капли, успевшие упасть, и рассчитали их вязкость: она оказалась примерно в 30 раз ниже, чем у квинслендского битума. Оказалось, что организатор эксперимента профессор Константин Траченко специально «разбавил» битум жидкими углеводородами, чтобы капли успели упасть за время учебного года и студенты смогли получить наглядное представление о зыбкости границ между жидким и твердым состояниями вещества.

«Этот эксперимент четко обрисовывает конфликт между человеческим опытом и интуицией, с одной стороны, и физической реальностью, с другой. Например, мы рассчитали, что для отделения капли кварцевого стекла потребуется больше времени, чем существует Вселенная», — заметил профессор.

А недавно выяснилось, что в Великобритании идет еще один эксперимент с текучим битумом. Он начался в 1914 году в Аберистуитском университете, и за столетие жидкость сдвинулась всего на 6 мм. В данном случае вязкость битума оказалась настолько велика, что для отделения капли, как показали расчеты, потребуется как минимум 1300 лет!

Кстати, в 2005 году за проделанную многолетнюю работу ученые из Университета Квинсленда были удостоены Шнобелевской премии. Эксперимент также отмечен в Книге рекордов Гиннесса.

Ну, а если вы хотите удостоиться хотя бы похвалы школьного учителя, то можете подготовить свой вариант этого, теперь уже ставшего знаменитым опыта. Битум, в принципе, можно разбавить в нагретом виде, как это сделал профессор Константин Траченко. Говорят, сделать это можно, например, при помощи соляра или керосина. В итоге получится вязкая смесь, одна капля которой будет капать, например, раз в месяц. Таким образом, вы получите своеобразный измеритель времени, способный отсчитывать годы.

PS. Работая с битумом, будьте аккуратны и осторожны. Нефтепродукты считаются ядовитыми, а испачканная битумом одежда не отстирывается. Пятна, да и то не всегда, можно отчистить уайт-спиритом или ацетоном.

ЕЩЕ ПАРА ДОЛГОВЕЧНЫХ ОПЫТОВ

Науке известно еще с десяток опытов, которые длятся уже многие десятилетия. Расскажем о двух из них.

В 1840 году в Англии изготовили электрический звонок, работающий до сих пор. Устройство представляет собой два звоночка, между которыми на нитке подвешен металлический шарик. Он поочередно ударяется в каждый из звонков под воздействием энергии, поступающей от двух электробатарей неизвестного производства.

Перед вами колбы Миллера (слева) и самый долговечный электрический звонок (справа).

Прибор занесен в Книгу рекордов Гиннесса как устройство с самой долговечной батареей. В настоящее время он установлен в Кларендонской лаборатории в Оксфорде. Подсчитано, что всего он прозвонил более 10 млрд. раз.

…Во многих учебниках записано, что первые органические соединения на нашей планете — «кирпичики жизни» — появились в газовых облаках над вулканами. А дальше слиплись, усложнились вплоть до нас с вами. Доводы в пользу этой версии дали легендарные эксперименты, начатые в 1953 году.

В то время студент Чикагского университета Стэнли Миллер предложил своему преподавателю, нобелевскому лауреату Гарольду Клейтону Юри, смешать в колбочках и ретортах метан, аммиак, водяной пар и водород — те газы, которые извергали вулканы 4,5 млрд. лет назад.

А чтобы условия опыта как можно точнее соответствовали природным условиям, сложившимся в то время на нашей планете, Миллер придумал еще подогреть колбы и периодически пропускать внутри электрические разряды, имитирующие молнии. Через несколько дней ученые обнаружили в этой смеси органику. И объявили, что таким образом и возникла жизнь на нашей планете.

После смерти Миллера его ученик Джефри Бэйда отыскал те самые пробирки, куда был перелит «первичный бульон». Откупорил. Оказалось, что внутри уже не 5 аминокислот, появившихся в 1953 году, а 22! За 60 лет в «бульоне сварились» еще 17 соединений.