Содержание
видео эксперимент с цветными каплями
Здравствуйте, друзья!
Мы поздравляем всех маленьких школьников и их родителей с каникулами!
Желаем вам приятного и интересного отдыха!
А у нас в Липецке сегодня выпал снег. Да так много, деревья все как из сказочного леса.
Артём и Александра уже успели в нем как следует изваляться и слепить пару снеговиков) А потом они вернулись домой, пообедали и собрались провести новый опыт с маслом и водой. Как всегда процесс был заснят на видео.
Эксперимент «Волшебные капли»
Смотрим видео)
Объяснение
Ну как вам опыт? Понравился? Не правда ли, очень красиво, даже немного по-космическому получилось) А почему получилось именно так, а не иначе? Будем разбираться!
Сначала предлагаю разобраться, почему растительное масло не смешивается с водой? Ребята наливали маслице в пластиковый стаканчик очень аккуратно и медленно.
Они использовали для этого столовую ложку. В результате масло осталось наверху, а вода внизу.
Так происходит потому, что плотность воды больше, чем плотность масла!
Кстати, стаканчик вовсе не обязательно должен быть пластиковым, он может быть и стеклянным. Только кружку непрозрачную не берите, а то будет очень нелегко наблюдать за тем, что происходит.
О том, что такое плотность вам подробно расскажут на уроках физики.
Ну а пока достаточно будет знать, что у каждого вещества есть своя плотность. У монеты плотность больше, чем у воды. И поэтому монетка, брошенная в стакан с водой, обязательно утонет.
А у кусочка дерева плотность меньше, чем у воды и поэтому деревяшка останется плавать на поверхности.
Это интересно! Если добавить в воду соль и хорошенько размешать, то плотность ее повысится!
Итак, мы поняли, почему масло сверху, а вода снизу. Причем, даже если хорошенько взболтать их, хоть миксером, то через какое-то время они снова займут свои места в стакане.
Теперь узнаем, зачем нам пена.
Вместо пены для волос можете использовать пену для бритья, только сначала спросите разрешения у папы.
Пена замедляла скорость падающих в стакан капель цветной воды. Воду мы подкрашивали чернилами, но можно использовать простую гуашь или акварельные краски
Пройдя через пену для волос, цветная капля попадала в масляный слой, и маслице обволакивало ее тонкой оболочкой. И эта оболочка не давала капельке сразу пройти в нижний слой и смешаться с водой. Поэтому синие капли и прыгали на поверхности воды как на батуте или просто спокойно там лежали.
Но, в конце концов, масляная оболочка разрывалась и воде с чернилами больше ничто не мешало проникнуть в водяной слой и смешаться с ним.
Думаю, что теперь вам стало понятно как тут все устроено.
Попробуйте сделать этот опыт самостоятельно. Вам понравится! Ну а если впечатлений будет мало, то советуем попробовать сделать еще и «Цветное мороженное», ход этого не менее интересного эксперимента рассказан здесь.
На сегодня все!
Классных вам каникул!
Артём, Александра, Евгения Климкович.
Посторонняя жидкость (вода или охлаждающая жидкость) в АКПП!
В коробку передач может попасть либо вода, либо охлаждающая жидкость двигателя.
Вода попадает в коробку через трещину в корпусе, ненадежный уплотнитель или через вентиляционное отверстие. Последнее может быть связано, например, с конструктивным дефектом, когда атмосферный конденсат капает в непредусмотренное место и повреждает коробку передач. Вода может попасть в коробку и из-за того, что автомобиль использовался не по назначению (читай: утонул на пересеченной местности).
Охлаждающая жидкость двигателя попадает в коробку передач, главным образом, из радиатора охлаждения самой коробки. Как правило, коробка охлаждается при помощи промежуточных охладителей типа «жидкость-жидкость» — это когда, образно говоря, внутри радиатора есть еще второй радиатор. Эти два отсека разделены уплотнителями, но последние имеют свойство со временем терять свою эластичность (кстати говоря, этого можно избежать, если в коробке хорошее, не изношенное масло).
Недостаточная надежность уплотнителей может быть обусловлена и конструктивным дефектом по вине автопроизводителя (точнее, производителя радиатора).
Внутренние дефекты радиаторов могут возникать из-за того, что долго не меняли охлаждающую жидкость и в ней циркулирует много грязи, которая скапливается в нижних отделах радиаторов, где, как правило, и находятся промежуточные охладители коробки-автомата. Это приводит к окислению изнутри вовне.
Если ваш автомобиль побывал в аварии, это тоже повод насторожиться. Нарушение герметичности радиатора, который всего лишь слегка погнулся, может проявиться и через несколько месяцев. Это не просто теоретическая вероятность, а беда, с которой специалисты Hõbenool сталкивались много раз.
Но виноваты могут быть не только внешние повреждения. Принять меры предосторожности следует владельцам следующих автомобилей, поскольку, с большой долей вероятности, у вас радиатор с типовым дефектом:
- Mercedes-Benz до 09.2003 г. (W203, 211, 209)
- Mazda 6 (5-ступенчатая)
- Audi A4 (B7, B8), A6 (C6, C7)
- Volvo (1996+)
- Opel Signum и Vectra (5-ступенчатая)
- Nissan Pathfinder, Navara и др.
модели
моделиКак вода влияет на коробку передач и масло ATF
В зависимости от количества, посторонняя жидкость в масле коробки передач может находиться в трех состояниях: свободное (капли воды в масле), растворенное (вода едва заметна) или эмульсированное (масло приобретает сероватый оттенок).
Вода в большом количестве вызывает коррозию стальных деталей коробки передач. Молекула воды пористая и привлекает к себе другие химикаты (ингибиторы коррозии, ингибиторы окисления, стабилизаторы фрикционного числа, детергенты пены и т. п.), связывая их. Тем самым вода меняет свойства жидкости ATF (automatic transmission oil) нежелательным образом.
Наряду со стальными деталями коробки, вода повреждает и материал дисков сцепления. Последние изготавливаются, как правило, из натуральных или искусственных волокон с укреплением различными смолами, порошками и другими компонентами. Под действием воды волокна размачиваются и отделяются от связующего материала (диск начинает пылить) — в результате происходит загрязнение масла.
Существуют разные исследования, подтверждающие, что содержание воды в масле более 1000 мг/кг уже считается загрязнением (это, по сути, капля воды на один литр).
Иными словами, уже очень небольшое количество воды может изменить химическую формулу масла и тем самым оказывать влияние на работу коробки передач.
Анализ на наличие посторонней жидкости в коробке передач
Как мы сказали выше, существуют определенные марки автомобилей, в которых часто бывают проблемы с охлаждающей жидкостью. Например, Mercedes, VAG Grupp и Volvo разработали специальные химические комплекты, при помощи которых можно определить наличие охлаждающей жидкости в масле ATF. Мы пользуемся в своей работе комплектом Mercedes — он несколько дороже, но дает более быстрый и точный результат.
Данный комплект состоит из лакмусовой бумажки, ряда других химикатов и сверхплотного фильтра. Тест занимает примерно 25 минут.
Конечно, существуют и стандартные лабораторные методы определения посторонних жидкостей в масле, но они требуют специального оборудования (центрифуг) и химикатов для разжижения масла.
Зачастую химический анализ и вовсе не требуется, поскольку, если стальные детали коробки повреждены коррозией или масло приобрело светло-коричневый цвет (вплоть до серого), то и так очевидно, что присутствует посторонняя жидкость и масло эмульсифицировалось.
Как убрать постороннюю жидкость из коробки передач?
Если в коробке есть посторонняя жидкость, в первую очередь вас должно интересовать, как ее оттуда извлечь.
В это может быть трудно поверить, но, к сожалению, без полного ремонта избавиться от нее невозможно.
Необходимо менять все неметаллические детали (уплотнители, диски сцепления и т. д.).
А именно, диски сцепления впитывают воду и охлаждающую жидкость. Даже если их вынуть и просушить, внутри все равно останется некоторое количество влаги, а часть дисков уже в определенной степени «растворилась».
К тому же под внешним покрытием, на стальных поверхностях дисков, уже образовался налет ржавчины, поэтому лишь вопрос времени, когда покрытие начнет отслаиваться совсем.
Так же пагубно вода влияет на всяческие электрические детали, провоцируя образование коррозии и неполадки в работе. Уплотнители внутри коробки к тому же имеют свойство впитывать воду и разбухать, из-за чего заклинивают всевозможные поршни и движущиеся детали. Все это со временем приводит к ухудшению переключения передач вплоть до серьезных поломок. Не верьте ремонтным мастерским, которые советуют моющий раствор, 20 литров масла или другие подобные методы промывки коробки, которые якобы ее вычистят. Какой бы метод вам ни предложили, все это, к сожалению, пустая трата денег. Ремонт нужно делать один раз и как следует — в конечном итоге это обойдется дешевле любых других вариантов.
NB! Обязательно нужно заменить/отремонтировать деталь, которая изначально стала причиной попадания посторонней жидкости в коробку. Не покупайте самый дешевый радиатор где-то сами, пусть его купит и установит ремонтная мастерская. Тогда у вас будет уверенность, что в случае новой поломки ответственность будете нести не вы (клиент), а предприятие, которое выполняло эти работы.
Проложить путь
Где мы находимся
Таллин
Тяхназе теэ, 2/3, поселок Пеэтри, уезд Раэ, 75312
Tел: +372 5191 5001
Пн-Пт 8:00-17:00
Показать на карте
Кадрина
Флора, деревня Кадапику, уезд Кадрина, 45212
Tел: +372 5191 5001 (Обслуживание)
Tел: +372 5191 0067 (Pемонт)
Пн-Пт 8:00-17:00
Показать на карте
Тарту
Вана-Канди теэ 1, Кандикюла, Тартуская волость 61404
Tел: +372 522 7858
Пн-Пт 8:00-17:00
Показать на карте
Новый способ смешивания масла и воды | MIT News
Нежелание масла и воды смешиваться вместе и оставаться таким образом настолько хорошо известно, что стало клише для описания любых двух вещей, которые плохо сочетаются друг с другом. Теперь новое открытие исследователей из Массачусетского технологического института может перевернуть это выражение с ног на голову, предоставив способ заставить два вещества смешиваться и оставаться стабильными в течение длительного времени — без встряхивания. Этот процесс может найти применение, среди прочего, в фармацевтике, косметике и пищевых продуктах.
Новый процесс включает охлаждение ванны с маслом, содержащей небольшое количество поверхностно-активного вещества (вещества, похожего на мыло), а затем конденсацию водяного пара из окружающего воздуха на поверхности масла. Эксперименты показали, что это может привести к образованию крошечных однородных капель воды на поверхности, которые затем погружаются в масло, а их размер можно контролировать, регулируя долю поверхностно-активного вещества. Выводы аспиранта Массачусетского технологического института Ингрид Гуха, бывшего постдока Сушанта Ананда и доцента Крипы Варанаси представлены в журнале 9.0005 Связь с природой .
Любой, кто когда-либо использовал заправку для салата, знает, что как бы энергично смесь ни взбалтывалась, масло и уксус (раствор на водной основе) разделятся в течение нескольких минут. Но для многих применений, включая новые системы доставки лекарств и методы обработки пищевых продуктов, важно иметь возможность получить масло в воде (или воду в масле) для образования крошечных капель — всего несколько сотен нанометров в поперечнике, слишком маленьких, чтобы их можно было увидеть с помощью невооруженным глазом — и чтобы они оставались крошечными, а не сливались в более крупные капли и в конечном итоге отделялись от другой жидкости.
Как правило, в промышленных процессах эти эмульсии получают либо механическим встряхиванием смеси, либо использованием звуковых волн для создания интенсивных колебаний внутри жидкости, процесс, называемый ультразвуковой обработкой. Но оба эти процесса «требуют много энергии, — говорит Варанаси, — и чем мельче капли, тем больше энергии требуется». Напротив, «наш подход требует очень низких затрат энергии», — добавляет он.
«Ключом к преодолению этого разделения является наличие очень маленьких нанокапель», — объясняет Гуха. «Когда капли маленькие, гравитация не может их преодолеть», и они могут оставаться во взвешенном состоянии бесконечно долго.
Для нового процесса команда создала резервуар с маслом с добавлением поверхностно-активного вещества, которое может связываться как с молекулами масла, так и с водой. Они поместили его в камеру с очень влажным воздухом, а затем охладили масло. Подобно стакану холодной воды в жаркий летний день, более холодная поверхность заставляет водяной пар осаждаться. Затем конденсирующаяся вода образует капли на поверхности, которые распространяются через смесь масла и поверхностно-активного вещества, и размер этих капель довольно одинаков, как обнаружила команда. «Если вы правильно подошли к химическому составу, вы можете получить правильную дисперсию», — говорит Гуха. Регулируя долю поверхностно-активного вещества в масле, можно хорошо контролировать размер капель.
В ходе экспериментов команда создала наноразмерные эмульсии, которые оставались стабильными в течение нескольких месяцев по сравнению с несколькими минутами, которые требуются для разделения той же смеси масла и воды без добавления поверхностно-активного вещества. «Капли остаются такими маленькими, что их трудно увидеть даже под микроскопом», — говорит Гуха.
В отличие от методов встряхивания или обработки ультразвуком, при которых большие отдельные массы масла и воды постепенно распадаются на более мелкие капли (подход «сверху вниз»), метод конденсации начинается сразу же с конденсации крошечных капель. из пара, который исследователи называют восходящим подходом. «Покрывая свежесконденсированные нанокапли воды маслом, мы используем присущую природу явлений фазового перехода и распространения», — говорит Варанаси.
«Наш восходящий подход к созданию наноразмерных эмульсий легко масштабируется благодаря простоте процесса, — говорит Ананд. «В ходе этой работы мы открыли много новых явлений. Мы обнаружили, как присутствие поверхностно-активного вещества может изменить взаимодействие масла и воды в таких условиях, способствуя растеканию масла по каплям воды и стабилизируя их на наноуровне».
Команда говорит, что подход должен работать с различными маслами и поверхностно-активными веществами, и теперь, когда процесс определен, их выводы «предоставляют своего рода руководство по проектированию для использования кем-то» для определенного вида применения, говорит Варанаси. .
«Это такая важная вещь, — говорит он, — потому что у продуктов питания и лекарств всегда есть срок годности», и часто это связано с нестабильностью содержащихся в них эмульсий. В экспериментах использовалось конкретное поверхностно-активное вещество, которое широко используется, но доступно множество других разновидностей, включая те, которые одобрены для пищевых продуктов.
Кроме того, говорит Гуха, «мы предполагаем, что вы сможете использовать несколько жидкостей и делать гораздо более сложные эмульсии». По словам Варанаси, помимо использования в пищевых продуктах, косметике и лекарствах, этот метод может иметь и другие применения, например, в нефтегазовой промышленности, где такие жидкости, как буровые растворы, спускаемые в скважины, также являются эмульсиями.
Работа выполнена при поддержке MIT Energy Initiative, Национального научного фонда и стипендии Научного общества. Ананд, соавтор, который был постдоком в Массачусетском технологическом институте, теперь является доцентом в Университете Иллинойса.
Поделитесь этой новостной статьей:
Упоминания в прессе
The Boston Globe
Мартин Финукейн из The Boston Globe сообщает, что исследователи Массачусетского технологического института разрабатывают метод, позволяющий смешивать масло и воду. При использовании комбинации поверхностно-активного вещества и конденсации «на поверхности образуются крошечные капельки воды, которые погружаются в масло и остаются в смеси в течение нескольких месяцев, а не разделяются всего за несколько минут», — объясняет Финукейн.
Полная история через Boston Globe →
Связанные ссылки
- Бумага: «Создание наноразмерных эмульсий с использованием конденсации»
- Крипа Варанаси
- Исследовательская группа Варанаси
- . и водная смесь?
1 кредит
Общий опыт говорит нам, что масло и вода не смешиваются. Однако оказывается, что они могут смешиваться, когда нефть диспергируется в виде мелких капель в воде. Это странное поведение уже давно раздражает ученых, потому что ему нет объяснения. Группа ученых EPFL и ICTP изучила этот вопрос, используя новую оптическую технологию, и открыла механизм, с помощью которого эти два нейтральных и несмешивающихся соединения могут фактически смешиваться и образовывать эмульсии.
Ответ заключается в распределении электрического заряда на границе раздела.Более ста лет химики задавались вопросом: как крошечные капельки масла могут существовать в воде без каких-либо стабилизирующих молекул? «В конце концов, молекулы воды так сильно и предпочтительно взаимодействуют друг с другом, что им не нравится включать в себя молекулы, которые не участвуют в этих взаимодействиях», — говорит профессор Сильви Рок, ведущий исследователь исследования.
Действительно, масло и вода отделяются друг от друга при простом смешивании. Однако при достаточном подводе энергии в виде ультразвука в чистой воде образуются капли нефти размером менее 1 мкм, которые продолжают существовать в течение нескольких недель или месяцев. Любопытно, что при помещении в электрическое поле капли движутся к положительному электроду. Таким образом, смешивание нейтрального масла и нейтральной воды приводит к образованию отрицательно заряженных капель масла. Неудивительно, что источник этого неожиданного обвинения вызвал бурные споры.
Группа ученых Лаборатории фундаментальной биофотоники (LBP) инженерной школы EPFL под руководством проф. Роке в сотрудничестве с доктором Али Хассанали из Международного центра теоретической физики (ICTP) в Триесте обнаружил источник отрицательного заряда, изучив как заряд, так и молекулярную структуру межфазных капель масла и воды. Их результаты были опубликованы в журнале Science .
Неправильные водородные связи
Оказывается, ответ на эту давнюю загадку лежит на границе между каплями масла и водой. Молекулы воды предпочитают отдавать и принимать электрические заряды от своих соседей посредством взаимодействия, известного как водородная связь. Однако, когда они находятся близко к молекулам масла на поверхности капли, они больше не могут найти достаточное количество соседей воды для водородной связи. Вместо этого эти молекулы воды отдают свои несбалансированные электрические заряды молекулам масла на поверхности капли. Это исследование показывает, что взаимодействие вода-нефть происходит через так называемую неправильную водородную связь.
Это слабая водородная связь между маслом и водой, и хотя она слабая, многие из них стабилизируют каплю.Чтобы разгадать этот механизм, команда Рока использовала сверхбыструю оптическую технику. «Два ультракоротких лазерных импульса накладывались на смесь капель масла и воды. Когда мы это делаем, новые фотоны генерируются и рассеиваются от поверхности капли. Эти фотоны имеют суммарную частоту двух входящих лазерных лучей и сообщают о колебательных связях. на границе раздела, то есть движение атомов внутри межфазных молекул. Это говорит нам о структуре и взаимодействии между маслом и водой», — объясняет Роук. В молекулярном масштабе поверхность раздела между каплями масла и водой очень похожа на поверхность раздела, участвующую в сворачивании белка или формировании биологической мембраны. Таким образом, эти данные о структуре поверхности раздела масляная капля/вода не только удовлетворяют наше любопытство к запутанным сложностям воды, но также имеют значение для понимания взаимодействий в биологии и химии.