Разбиваем крепчайшее стекло

Разбиваем крепчайшее стекло

Стеклянная капля, разлетающаяся вдребезги, покажет, почему лобовое стекло машины такое крепкое и безопасное.
ЕСЛИ ВЫ ХОТИТЕ ПОЛУЧИТЬ научное обоснование, почему не стоит скрывать напряжение, лучше всего подойдут капли Принца . Руперта. После травмы: капли расплав-Л ленного стекла упали в ведро с холодной водой, — эти стеклянные «головастики», названные в честь учёного-любителя XVII в., несут в себе высокое внутреннее напряжение. Они выдерживают даже самые сильные удары, пока не найдёшь их слабое место. Ударьте по хвостику — и капли взорвутся.

Когда расплавленное стекло касается холодной воды, его внешние слои быстро охлаждаются и сжимаются при затвердевании. Поскольку середина остаётся жидкой, она легко подстраивается под внешнюю оболочку. Но когда застывает и середина, внешние слои уже не могут изменить свою форму, подстраиваясь под центральное ядро.

В результате возникает сильное внутреннее напряжение, поскольку центр тянет на себя внешнюю оболочку, равномерно стягивая её. Словно в туго сжатой пружине, в стекле запасено много энергии, жаждущей освобождения. Если разломить маленький хвостик, цепная реакция, словно волна, пробегает по всей капле. Когда раскалывается одна часть, высвобождается достаточно энергии, чтобы разломить следующую, и так до конца — вся капля взрывается за миллисекунду.

Как ни парадоксально, но именно это напряжение придаёт капле Принца Руперта прочность. Стекло ломается, когда крошечные царапины разбегаются во все стороны, расширяясь. Но поскольку поверхность стягивается внутренним напряжением, царапины не могут увеличиваться, и разрушить стекло очень трудно. Я ударял молотком по самым широким местам капель, которые достал у местного стеклодува, и они оставались целыми. Даже хвостик оказался крепче, чем кажется.

Закалённое стекло, которое ставят на машины, устроено таким же образом. Струи холодного воздуха используются для быстрого (но не слишком) охлаждения поверхности горячих листов стекла, создавая умеренное внутреннее напряжение, стягивающее поверхность. Вот почему закалённое стекло невероятно крепко, а когда всё же разбивается, разлетается на тысячи мелких осколков. Такое дробление делает его намного безопаснее — ведь мелкие кусочки не могут поранить, словно нож или копье. Мораль такова — напряжение делает нас сильнее, но за ним кроется потенциальный взрыв. И не садитесь мне на хвост, о’кей?

Сделать и разбить стекло.

 

ЧТО ВАМ НУЖНО:

Стеклоплавильная печь

Металлический прут, чтобы доставать расплавленное стекло

Сосуд с водой глубиной около 30 см

Защитные очки

Примечание: Для изготовления капель Принца Руперта нужна стеклоплавильная печь обжигового типа, обычно работающая на газу, и глиняный сосуд, полный расплавленного стекла. Если у вас всего этого нет, найдите ближайшую стеклодувную мастерскую и попробуйте договориться (по-хорошему).

Наполните ведро или бак водой на 30 см или более.

Металлическим прутом (таким, какие используют стеклодувы) возьмите капельку расплавленного стекла из сосуда, непрерывно поворачивая прут, чтобы капля не упала.

Поднесите стекло к ведру с водой  перестаньте вращать прут -капля упадёт в воду.

Через 20 секунд или около того капля охладится достаточно, чтобы её можно было вынуть из воды (если только она не разлетелась во время охлаждения). Не забудьте надеть защитные очки — от этих капель можно ожидать всего, чего угодно.

Капли обычно получаются с очень длинным хвостиком, до метра длиной. Отломить его можно, только надев защитные очки.

Беритесь за веник — вы засыпали всю комнату стеклянной крошкой.

 

Автор

Запись опубликована 9 Апрель 2013 в разделе Технологии