Демонстрация процесса кристаллизации. Модель электростатического высоковольтного генератора

Процесс кристаллизации удобно демонстрировать с помощью специально приготовленного диапозитива с кристаллизирующимся веществом.

Для изготовления диапозитива необходимы две стеклянные пластинки размером 45x60 мм. Края обеих пластинок покрывают толстым слоем коллодия (можно использовать ацетон, в котором растворена кинопленка, или лак для ногтей), чтобы из каждой пластинки образовать ванночку.

Глубина каждой ванночки определяется толщиной наносимого слоя (рис. 40). Высохшие пластинки осторожно нагревают до температуры 60—70° С, используя для этой цели рефлектор или какой-либо другой источник тепла, и на одну из них помещают некоторое количество изучаемого вещества. Наиболее подходят для этой цели гипосульфит, селитра и салол.

Чтобы компенсировать происходящее во время нагревания испарение кристаллизационной воды из исследуемого вещества, расплавляемый материал увлажняют тремя-четырьмя каплями воды.

Во время плавления ванночка должна стоять строго горизонтально. Источником тепла может служить электроплитка, нагретая до нужной температуры кратковременным включением (на 0,5—1 мин).

Сразу после начала плавления вещества ванночку накрывают перевернутой второй ванночкой.

После того как все вещество расплавится, ванночки слегка сжимают, а излишнее количество расплава сливают.

Когда начнется процесс кристаллизации, полученный диапозитив располагают вертикально. Если слой получается мутный, готовится новый диапозитив с увеличенным количеством воды для компенсации испарившейся кристаллизационной воды.

Края диапозитива надо окантовать бумажной лентой с помощью клея БФ-2 и еще поверх бумаги нанести слой того же клея.

Порядок проведения демонстрации.

С помощью проектора (с конденсором) добиваются четкого изображения кристаллов на экране. Затем диапозитив вынимают из рамки и осторожно нагревают в центре над слабым пламенем, например от спички. Как только начнется плавление, нагревание прекращают и, обмыв пластинку, холодной водой (для быстрого охлаждения), вторично вставляют диапозитив в рамку и наблюдают за ростом кристаллов.

Особенно эффектно выглядит процесс кристаллизации, если наблюдать его в поляризованном свете. В этом случае слой гипосульфита нужно брать порядка 0,05—0,1 мм. Поляроиды можно использовать из набора Архипова.

На рисунке 41 даны фазы кристаллизации гипосульфита.

Модель электростатического высоковольтного генератора. Из хорошего изолятора, например граммофонной пластинки, изготовляют диск. На края диска наклеивают станиолевые полоски, охватывающие диск с обеих сторон. Диск снабжается металлической втулкой и закрепляется на центробежной машине (рис. 42). С одной стороны диска на изолирующей подставке укрепляют коллектор, соединенный с электродвигателем, с другой — щетку, присоединенную к одному из полюсов батареи гальванических элементов. Другой полюс батареи соединяется с землей или с коробкой электрометра.

Щетка должна касаться диска. Коллектор можно сделать из жести, а края

его во избежание утечки электричества плавно загнуть внутрь. Внутри коллектора укрепляется вторая щетка, предназначенная для снятия зарядов со станиолевых наклеек диска.

Щетки следует располагать с разных сторон диска, так как в противном случае коллектор может заряжаться зарядами, возникающими на изолирующей поверхности диска вследствие трения ее о щетку, соединенную с полюсом батареи.

При вращении диска коллектор заряжается, что можно обнаружить по отклонению стрелки электрометра.

Генератор работает по принципу генератора Ван-де-Граафа. Э.д.с. батареи должна быть порядка 100 в. Батарею можно заменить выпрямителем или, наконец, микрофарадным бумажным конденсатором, который легко зарядить кратковременным присоединением к осветительной сети.

Коллектор будет заряжаться быстрее, если поместить против заряжаемой станиолевой наклейки заземленную металлическую пластинку.

Если щетку соединить не с полюсом батареи, а с землей, расположив с другой стороны диска заряженную пластинку на изоляторе, то генератор будет работать по принципу электрофорной машины.