Химия и Химики № 4 2016
Журнал Химиков-Энтузиастов
| Оглавление | Видео опыты по химии | Видео опыты по физике | На главную страницу |
|
Химия и Химики № 4 2016 Журнал Химиков-Энтузиастов |
Лампа накаливания и турбо-зажигалка Incandescent light bulb and turbo lighter В.Н. Витер |
|
Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter
Вольфрамовая спираль лампы накаливания нагревается до высокой температуры, сопоставимой с температурой плавления вольфрама (самого тугоплавкого металла). При комнатной температуре вольфрам химически стоек, но при нагревании он легко реагирует с кислородом воздуха. Чтобы защитить спираль лампы от окисления и быстрого выхода из строя нужно создать инертную атмосферу внутри колбы. Теоретически самый простой способ - вакуум. Однако скорость испарения вольфрама с поверхности спирали в вакууме больше, чем в среде инертного газа, поскольку столкновение с молекулами газа мешает атомам вольфрама покидать поверхность металла. Поэтому вольфрамовые лампы накаливания (за исключением маленьких) заполняют инертными газами: аргоном или ксеноном и криптоном, иногда - азотом.
Давление внутри колбы лампы накаливания ниже атмосферного, если лампа не включена. В этом легко убедиться, если вскрыть лампу под водой, раздавив конец запаянной стеклянной трубки в нижней части лампы [1]. Впрочем, вскрывать лампу не обязательно. Можно, например, направить на колбу лампы пламя газовой горелки: стекло размякнет под действием тепла, и колба будет постепенно "сморщиваться" под действием внешнего давления атмосферного воздуха. Когда лампа включена, раскаленная спираль греет газ внутри колбы и его давление растет. Если направить на включенную лампу накаливания пламя газовой горелки, то в месте, где пламя соприкасается с колбой, стекло размякнет. Под действием избыточного давления газа внутри лампы размякшее стекло раздуется и лопнет. Колба лампы разгерметизируется и в нее попадет воздух. Раскаленная спираль лампы начнет гореть. Процесс этот в проведенных ранее опытах занимал полторы-две минуты [2]. А что произойдет, если для данного эксперимента использовать не газовую горелку, а турбо-зажигалку? Такие зажигалки дают узкое и горячее пламя, но, по сравнению с горелкой, пламя зажигалки небольшое. Хватит ли зажигалки? - Решил попробовать. Использовал обычную лампу накаливания на 100 Вт. Включил ее и поднес пламя турбо-зажигалки к стенке колбы. При ярком свете лампы маленькое газовое пламя было почти невидимым, но оно делало свое дело. Вскоре место, где пламя касалось стекла, стало раздуваться, потом со звуком "пух!" пузырь лопнул. В корпусе лампы образовалось небольшое отверстие. Через отверстие в лампу постепенно стал попадать воздух. Несколько секунд видимых изменений не было, потом внутри колбы появился белый дым оксида вольфрама (VI) [он же - вольфрамовый ангидрид]. Сначала дыма было мало (легкая белая дымка), но его количество все росло, дым клубился внутри колбы и становился густым. Белый налет оседал на стенках колбы. Когда заканчивалась вторая минута эксперимента, спираль перегорела, лампа погасла. Оказалось, что белый налет триоксида вольфрама распределился внутри колбы лампы неравномерно. Повторил эксперимент еще раз - с таким же результатом. __________________________________________________ 1 Лампа накаливания, вакуум, вода [ссылка] 2 Лампа накаливания и горелка [ссылка] |
Лампа накаливания и турбо-зажигалка Incandescent light bulb and turbo lighter |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
