🔥💨 Парореактивная pop-pop лодочка, также хлоп-хлоп-лодочка — игрушка, изобретённая в конце XIX века. Если заполнить котёл водой и поставить под него зажжённую свечку или кусок сухого горючего, лодка поплывёт вперёд на реактивной тяге, издавая хлопающий звук. Чтобы лодка работала, не обязательно выгонять из котла все пузыри воздуха — достаточно, чтобы трубы заполнились и немного воды попало в котёл.

Распространённое объяснение — вода попадает в котёл, там кипит и расширяется — некорректно. Один исследователь, заказав стеклянную лодку с большим жёстким котлом, выяснил, что в котле нет жидкой воды, только газ, а пульсация воды идёт где-то в трубах. Другой исследователь, сделавший мембранный котёл с прозрачной мембраной, обнаружил, что кипение собственно в котле незначительно, а выброс воды из труб в котёл если и есть, то на время нарушает работу двигателя.

Лодка хлопает с частотой в несколько герц, простое нагревание-охлаждение рабочего тела не может проходить с такой быстротой — и это собственная частота пружинного маятника; в роли пружины — газ в котле, в роли груза — вода в трубах. Котёл значительно горячее выхлопных труб, и пар, контактируя с холодной мокрой трубой, конденсируется. Газовая пружина сжимается, вода попадает на более горячий участок трубы и снова испаряется. Этот механизм действует в противофазе с пульсацией воды, то есть опережает на 180° по фазе, в то время как для автоколебаний нужно опережение около 90° — но на нагревание воды нужно время, это даёт небольшое запаздывание.

Таким образом, парореактивная лодка гоняет воду туда-сюда то из труб, то в трубы. Такой открытый водяной контур даже в идеальной (невязкой) жидкости даёт тягу: лодка захватывает неподвижную воду и выплёвывает её назад, что, по закону сохранения импульса, приводит к движению вперёд. КПД такого двигателя чрезвычайно низкий, менее 0,1 процента.
#физика #термодинамика #мкт #механика #теплота #опыты #эксперименты #physics

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

⚡️ Ионофон (англ. Ionophone) или, в некоторых источниках, поющая дуга — плазменный громкоговоритель. Ещё в конце XIX века Вильям Дуддел заметил, что тембр звука «шипящей» электродуги изменяется в зависимости от частоты настройки LC-контура. Он же сделал в 1899 году первый в мире клавишный электронный музыкальный инструмент «Поющая дуга».

Существует два основных типа таких громкоговорителей — на основе коронного разряда (разряд возникает около одного электрода) и электродуговые (разряд возникает между двумя электродами).

Принцип излучения звука у обоих типов громкоговорителей одинаков — создаётся высокочастотный разряд, ток разряда модулируется звуковым сигналом, это вызывает объёмные пульсации в теле разряда, которые, в свою очередь, вызывают колебания окружающего разряд воздуха.

Главной особенностью является то, что плазменные громкоговорители не вносят в звук механических искажений, не подвержены различным акустическим резонансам и, поэтому, обладают недостижимым для других типов громкоговорителей качеством воспроизведения среднечастотного и высокочастотного диапазонов. Это обусловлено тем, что у ионофонов, по сути, нет диффузора, а масса подвижной системы исчезающее мала, так как она определяется массой воздуха занимаемого разрядом (плазмой). Поэтому главным их достоинством является качество звучания, получаемое амплитудной модуляцией, а их основными недостатками являются высокий уровень излучаемой мощности радиочастотных помех на частотах в десятки мегагерц и ионизация окружающего воздуха, также существенным недостатком является небольшой срок службы электрода (редко превышает несколько тысяч часов). #акустика #колебания #физика #physics #волны #электроника #опыты

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib