От двигателя, вы знаете, нужна максимальная мощность и возможно больший коэффициент полезного действия. Тем не менее, во всем мире люди с увлечением строят двигатели, пользы от которых нет.
Впрочем, мы погорячились. Бумажные двигатели, о которых идет речь, помогают понять работу настоящих, больших моторов и вдобавок радуют глаз. А это, согласитесь, совсем немало.
Какие же они, моторы из бумаги?
В свое время мы описывали двигатели Стирлинга, которым для работы достаточно тепла чашки чая (см. «ЮТ» № 8 за 2006 г.). Их делали из металла, по правилам точной механики и высоких технологий, словно двигатели подводных лодок. Но зачем металл в конструкции, которая работает чуть ли не при комнатной температуре?..
Словно в ответ на этот вопрос появился двигатель из бумаги. Механизм его имеет настолько легкий ход, что может работать не только от тепла чашки, но даже от солнечного зайчика. А далее конструктор стирлинга задал себе неожиданный, но в общем-то разумный вопрос: зачем этому двигателю тепло?
И действительно, для работы ему нужно не тепло, а разность температур. А создать ее можно, положив стирлинг на кусочек льда… Такие «игрушки» — неоценимая помощь учителю на уроке, посвященном основам термодинамики, циклу Карно.
Недавно инженер по фамилии Пускас из Будапешта сделал совсем простой двигатель. Главный его элемент — полоска двухслойной бумаги. При увлажнении в парах воды она изгибается, а при высыхании принимает прежнюю форму.
Вот как он устроен. Рычаг — отрезок пластиковой трубочки для сока — установлен на оси, а упомянутая уже полоска бумаги приклеена к его концу. Плечи рычага выбраны так, что изначально полоска находится вблизи влажного кусочка из плотной ткани, укрепленного на сосуде с водой — источнике паров.
Увлажняясь, бумажка, как сказано, изгибается, центр тяжести всей конструкции смещается, и рычаг, как детские качели, меняет свое положение. Через которое-то время бумажка высохнет, распрямится — и рычаг снова опустится.
Прежде чем делать двигатель, автор конструкции советует подобрать бумагу. Для этого к пластмассовой линейке при помощи скотча крепим ткань и смачиваем ее. Затем ставим ее на ребро и располагаем рядом на небольшом расстоянии полоску испытуемой бумаги. Если секунд через 20–30 она изогнется, то бумага пригодна.
Пускас советует применять бумагу, склеенную из двух слоев. Наш же опыт показывает, что хороший результат получается, если склеить резиновым клеем две полоски, вырезанные из одного листа чертежной бумаги в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Описанный двигатель совершает колебательное движение с периодом 10–20 с.
На следующем рисунке — вращающийся двигатель того же автора. Он состоит из колеса с ободом, вырезанным из одного куска бумаги, которая хорошо искривляется от влаги. Рядом с ободом расположен фитиль-увлажнитель, сделанный из куска плотной ткани, опущенного в блюдце с водой.
Проходя рядом с увлажнителем, обод частично искривляется, происходит перемещение центра тяжести конструкции, и колесо поворачивается. Оба эти двигателя хорошо иллюстрируют суть превращения тепла в работу. Вообще, на эту тему написаны целые тома, но, если говорить вкратце, двигатели Пускаса в разности температур почти не нуждаются, но тепло все же используют. Это то тепло, которое было затрачено на испарение воды.
Уж не вечные ли это двигатели? — спросит вдумчивый читатель. Нет, как только воздух насытится влагой, двигатель остановится.
А. ИЛЬИН
Рисунки автора