Як воду змусили текти вгору - Вирощування рослин на гідропоніці
Давньоарабські рукописи донесли до нас розповідь про дивовижні витвори античного винахідника Герона Олександрійського. Одне з них — гарне диво-чаша у храмі, з якого бив фонтан. Ніде не було видно жодних труб, що підводять, а всередині — механічних пристроїв. Звідки бралася вода? Чому прямувала вгору?!
Навіть сучасна людина здивувалася б. Адже це всупереч закону всесвітнього тяжіння! Але побачити прапраправнука геронівського фонтану можна було на нещодавній виставці науково-технічної творчості молоді. Серед її експонатів демонструвалася посудина, дуже схожа на давню чашу. Із нього теж фонтанувала вода. Посудину можна було доторкнутися, взяти до рук. Але як і звідки бив фонтан, залишалося секретом. Чудо?
Потім трубку переверніть та заповніть простір між пробками водою. Повернувши все у вихідне ложення, зануріть пристрій у наповнену водою ванну, причому обов'язково вертикально. І ви побачите, як із верхнього стрижня вдарить цівка води. Чому?
Розгадка проста. Вода у ванні тисне на повітря під пробками, а той у свою чергу на воду, що між ними залита, і виштовхує її назовні. Ось вам і пояснення секрету Герона!
Ви запитаєте, що змушувало воду фонтанувати, коли до посудини Герона не прикладалася ніяка сила і його не занурювали у воду?
Давайте побудуємо ще одну модель - фонтана-автомата. Візьміть різнокольорові пластмасові кубики (у багатьох із вас вони лежать без діла). З'єднайте їх, як показано на малюнку 2, і закріпіть на дротяному каркасі.
Фонтанчик готовий. Тепер його треба "зарядити". Помалу наливайте воду в чашу. Вода поступово переливатиметься в нижній лівий кубик. Наповнивши його, переверніть вашепристрій - вода потече у верхній кубик. Знову переверніть та долийте воду в чашу. Повторіть операцію
ще й ще раз, доки не заповняться всі верхні кубики. Ось тепер ударить фонтан. Коли він вичерпається, переверніть пристрій на 180 ° - він перезарядиться, і все повториться.
Принцип дії такого пристрою зрозуміти неважко У цьому досвіді працює вода, піднята в одних кубиках на деяку висоту по відношенню до інших рівнів.
Віктор Жигунов був не один у своїх спробах побудувати діючу модель фонтану Герона. У США над цією проблемою працював винахідник Джон Фолкіс. На малюнку 3 представлено розроблену ним діючу модель.
Виконана вона з органічного скла, тому крізь прозорі стінки видно, куди і як перетікає вода. На малюнку За фонтан підготовлено до роботи. Під впливом сили тяжіння вода з верхнього відсіку перетікає в нижній. Повітря там поступово стискається і починає давити на рідину в середньому відсіку, адже вони повідомляються між собою. В результаті рідина піднімається трубочкою насадки і починає з неї фонтанувати (рисунок 3б). Триває це до тих пір, поки рівень води в середньому відсіку опуститься до позначки, коли вода стосується нижнього торця наконечника (рисунок Зв). Тепер, щоби привести в дію пристрій, необхідно сноза «зарядити» — перерозподілити воду у відсіках. Його перевертають на 180 градусів, і все повториться, лише у зворотній послідовності (малюнок Зг, д і е).
Американський винахідник зробив ще одну цікаву іграшку на аналогічному принципі, де застосував водяне колесо. Вода (див. рис. 4), переливаючись із трубки, змушує його обертатися. Дуже багато хто, хто вперше бачить цю іграшку, здається, що перед ними вічний двигун. Але вам тепер нескладе труднощі пояснити його роботу.
Фонтан Герона, прилади Жигунова і Фолкіса — чи кумедними фокусами здатні вони нас дивувати? Віктор Жигунов вважає, що такі конструкції можуть мати серйозне промислове застосування. Наприклад, використовуючи принцип Герона, можна створювати високопродуктивні насосні установки безперервної дії, які зможуть піднімати воду на висоту кількох метрів, не витрачаючи ні грама вугілля чи бензину, ні вата електричної енергії. Як це можна здійснити, наочно показано малюнку 5.
Поперек річки встановлено греблю, верхній край якої трохи нижчий за рівень води. Вода, переливаючись через край, падає на ротор, зібраний з кількох великих бочок, з'єднаних трубками, як у одній із наших моделей, і обертає його. Але можна обійтися зовсім без греблі, якщо той же ротор, як показано на малюнку 6, буде обертатися на валу в притопленому стані. Система з послідовно з'єднаних між собою бочок буде по черзі забирати всередину те повітря, го воду і піднімати її. Так дарова енергія течії річки зможе без проміжних перетворювачів подавати воду для поливу садів та городів, живити зрошувальні системи, використовуватись для інших промислових потреб. Спробуйте скористатися порадами стародавнього умільця та його послідовників - наших сучасників.