Запасные части для коммунальной и дорожно-строительной техники

Развитие идей

1967. Котлов Г., "Кладовая изобретений".


Кладовая изобретений.

Котлов Г.
Журнал «Техника – молодежи», 1967, № 9, стр.5-6.

        «В студенческие годы получение авторских свидетельств было для меня едва ли не самоцелью, - сказал как-то член-корреспондент  АН Белорусской ССР профессор А.Вейник. – Сейчас они скорее заключительная стадия исследований, чем результат озарения, ибо на основе  разработанной в нашей лаборатории теории термодинамических пар можно сделать десятки, если не сотни, новых изобретений. Все зависит лишь от того, что потребуется практике...»
        И действительно, безгранична сфера приложений этой удивительной теории. Здесь и высыхание почвы под действием солнечных лучей, и фантастическое на первый взгляд течение сверхтекучего гелия, и рост живых организмов, и фильтрация жидкостей сквозь пористые вещества, и фазовые переходы. Теория термодинамических пар дает возможность исследовать работу термоэлектрических устройств, гальванических элементов, установок для разделения веществ и изотопов, электрических аккумуляторов.
        В чем же причина столь поразительной общности? Она в том, что одни и те же материальные частицы – электроны, атомы, молекулы – могут одновременно участвовать в электрическом, термическом, диффузионном, химическом, фильтрационном движениях. Поэтому с помощью, скажем, электрического поля можно управлять скоростью диффузии, фильтрации, теплопроводности. А если вспомнить, что рост живой клетки зависит, в частности, от скорости фильтрации и диффузии, то становится понятной суть необыкновенных опытов, проведенных в последнее время в различных лабораториях мира. Совсем недавно в печати появились сообщения об «электрическом саде» в США, где проводят эксперименты по управлению ростом цитрусовых растений с помощью электричества. Присоединяя положительный электрод к стволу, а отрицательный к концу ветки, американцы обнаружили, что рост новых побегов ускоряется. А если изменить полярность, листья начинают сохнуть. Эти опыты прекрасно согласуются с опытами, проведенными в лаборатории А.Вейника, где постоянный ток напряжением в 30 В ускорял рост побегов тополя в 4 раза и увеличивал не только скорость роста, но и размеры выращиваемой моркови. Эти удивительные опыты далеко не единственное применение электрофильтрационной пары.
        Польский ученый Р.Цебертович достиг больших успехов в осушении и укреплении фундаментов и грунтов с помощью электрической фильтрации. К дырчатым трубам, введенным в грунт, прикладывается электрическое напряжение, под действием которого вода перемещается к катоду. Здесь ее откачивают насосом, и грунт осушается. Чтобы укрепить грунт, в трубы предварительно заливают жидкое стекло, а потом белильную известь. Периодически меняя полярность, насыщают грунт жидким стеклом и известью, которые, схватываясь, упрочняют его.
        Возьмем другую, скажем термофильтрационную, в которой скоростью фильтрации управляют с помощью перепада температур. Влажная почва, подсыхающая на солнце, - вот одна из возможных разновидностей этой пары. Нагрев поверхностного слоя почвы заставляет воду подниматься на поверхность. Поэтому, чтобы сохранить влагу, надо понизить температуру на поверхности, разрыхлив верхний слой или посыпав землю рыхлым материалом – торфом, навозом и т.д.
        Термическая фильтрация влияет и на качество отливок, где под действием перепада температур жидкий расплав фильтруется в сетке затвердевших кристаллов. В результате легкие элементы скапливаются у горячего спая пары – в центре отливки, а тяжелые – у холодного, на ее поверхности. Применяется термическая фильтрация довольно широко – для разделения изотопов, для сушки литейных форм и стержней.
        Чтобы не перечислять здесь множество других термодинамических пар, мы предлагаем вниманию читателей цветную вкладку. На ней изображены далеко не все возможные сочетания и далеко не все возможные применения каждого из этих сочетаний. Принцип построения таблицы таков: в вертикальных и горизонтальных графах взяты различные  формы движения: термическая, электрическая, фильтрационная, диффузионная и т.д. Местами пересечения граф обозначается та или иная термодинамическая пара, скажем ТЭ – термоэлектрическая, ТФ – термофильтрационная, ТД – термодиффузионная, и т.д. Термотермическая пара, электроэлектрическая и т.д. не имеют смысла, поэтому пересечения одноименных граф зачернены. В клетках, находящихся ниже темной диагонали, изображены схемы термодинамических пар. Вопросительные знаки, проставленные здесь в некоторых клетках, говорят о том, что данная термодинамическая пара еще не известна.
        Правее и выше диагонали расположены клетки, обозначенные такими же буквами, как и клетки со схемами. В них указаны возможные и существующие применения термодинамических пар, схемы которых изображены в левой нижней части таблицы, причем здесь указаны возможные применения даже не известных еще термодинамических пар.
        Предположим, вы хотите узнать что-нибудь об электродиффузионной паре. ЕЕ обозначение ЭД. Под этим индексом в нижней левой части вы найдете схему, а в верхней правой возможное применение – «цементация, азотирование и т.д. деталей» и «разделение газовых смесей».
        Таблицу можно продолжить включением в нее новых форм движения: магнитной, гравитационной, механической, деформационной и т.д. Но даже в этом случае не удастся охватить всего многообразия термодинамических пар. Ведь мы пока рассматривали термодинамические пары, в которых учитываются лишь две формы движения. В лаборатории А.Вейника нашли практическое применение и гораздо более сложным парам – скажем, поверхностнотермодиффузионнофильтрационной. Использование свойств этой термодинамической пары с головоломным названием позволило создать обмазки, которые, будучи нанесены на внутреннюю поверхность литейной формы, насыщают поверхность будущей детали практически любым элементом таблицы Менделеева, в любой пропорции и на любую глубину – от миллиметра до десятков миллиметров.
        Таблица, изображенная на вкладке, может быть продолжена не только в плоскости листа, но и в третьем, четвертом, пятом и т.д. измерениях, в которых будут представлены термодинамические пары из трех, четырех, пяти и т.д. форм движения. Этот невидимый мир бесчисленных термодинамических пар, окружающих нашу цветную вкладку, - настоящая «кладовая изобретений», в которую стоит заглянуть тому, кто ищет простое, надежное и изящное решение волнующей его проблемы.