Литейная форма — это приспособление для отливки фигурных деталей из металла, пластмассы и тому подобного. Эти вещества в жидком состоянии вливаются в полую форму (изложницу) и остаются там до тех пор, пока не застынут. Формочка для приготовления желе — простейший пример литейной формы. Пресс-формы используются в промышленности для изготовления таких деталей, которые трудно сделать другими методами.
Например, частей легковой машины, таких, как бампер и капот. Литейные формы тоже используются в промышленности для изготовления таких деталей, как ручки холодильника, корпус радиоприемника, автомобильные радиаторные решетки. На изготовление таких деталей обычными методами (вырезая, подпиливая, высверливая и так далее) потребуется слишком много времени и будет израсходовано слишком много материала. При помощи пресс-форм и литейных форм их можно делать так же легко и быстро, как печенье. Кроме изготовления сложных профилей формы используется, когда надо сделать большое количество одинаковых деталей. Преимущество этого способа состоит также в том, что детали в этом случае не нуждаются в особой доработке.
Сложное литье иногда нужно подшлифовать и отполировать, чтобы устранить неровности и шероховатости. А на штамповке подпиливаются острые углы. Обычно формы состоят из двух частей. Будучи соединенными вместе, они образуют нужный профиль. Литьем делают только внешнюю часть детали. Штамповкой можно делать и внешнюю, и внутреннюю части.
Знаете ли вы, что пресс-формы использовали уже в 650 году до н. э. и что с их помощью греческие кузнецы делали серебряные монеты? В вырезанный из более твердого металла шаблон клали кусочек серебра и ударами молота расплющивали, и причем одновременно на него переносился узор с шаблона.
Что такое керамика?
В музеях вы, конечно, видели различные вазы, сосуды, чашки и блюда, сделанные гончарами. Предметы гончарного производства делаются из специальной глины, пока она мягкая, а затем обжигаются в печах, чтобы затвердели. Искусство делать такие вещи называется керамикой. Слово «керамика» иногда употребляют не только по отношению к изделиям из одной глины, но и к изделиям, покрытым эмалями и стеклом. Но в любом случае для изготовления этой продукции используются методы обжига и природные материалы: глина, песок и измельченные горные породы.
Керамика — это одно из самых древних искусств на земле, поскольку глина встречается практически повсеместно. Были обнаружены черепки, сделанные еще в доисторические времена. Хорошо обожженное глиняное изделие очень долговечно. Оно может разбиться, но никогда не гниети не ржавеет.
Замечательными гончарами были древние китайцы. Они изобрели способ производства очень прочной полупрозрачной керамики, известной как фарфор. На западе этот материал стал известен под названием «china», как и сама страна, где его начали впервые производить. Существует шесть основных типов глины, используемой для производства керамики.
Первый — обычная глина, которая не пригодна для тонкой работы. То, что из нее получается, называется глиняной или керамической посудой.
Самая чистая глина — это каолин, или китайская глина. Ее используют для изготовления китайского фарфора. При обжиге она приобретает чистейший белый цвет. В давние времена, когда еще не было холодильников, глиняные кувшины использовались для хранения холодной воды. Вода в них оставалась холодной, потому что этот тип керамики является грубым материалом и позволяет жидкости просачиваться в его тонкие поры. Просачиваясь наружу, жидкость начинает испаряться, и это постоянное испарение влаги с поверхности сосуда помогает кувшину и его содержимому оставаться холодным.
В наше время глиняную посуду покрывают специальным блестящим составом, чтобы предотвратить это испарение, и такая посуда обычно называется не глиняной, а керамической.
Что такое бетон?
Бетон — это один из самых важных и нужных строительных материалов, когда-либо созданных человеком. Это прочный, долговечный, довольно-таки дешевый и простой в изготовлении и использовании материал. Он не разрушается ни от огня, ни от воды, ни от непогоды, ни от больших нагрузок. Огромные дамбы, мосты, небоскребы, транспортные магистрали, дома, взлетные полосы для самолетов — все это сделано из бетона. Бетон приготовляется из портландского цемента, воды, песка, гравия или щебенки. Эти материалы смешиваются в нужной пропорции — и получается бетон. Приготовленному бетону можно придать практически любую форму, залив его в специальные формы, называемые опалубкой. При смешивании вода и цемент образуют нечто вроде пасты, окутывающей песок и гравий. Когда паста застывает, она превращается в твердую, как камень, массу.
Время от времени увлажняя бетон, налитый в форму, можно сделать его еще тверже, так как вследствие химической реакции между цементом и водой бетон со временем все больше твердеет. Бетон используется по-разному, в зависимости от специфической цели, для которой он предназначен. Например, бетон, наложенный тонким слоем, хрупок и быстро ломается. Чтобы добиться прочности бетонных конструкций к нагрузкам, бетон накладывают на стальные прутья или сетку. Такой бетон называется железобетоном.
Другой способ укрепления изделий из бетона состоит в том, что он заливается на предварительно натянутую пружинистую стальную сетку. Такой бетон называется напряженным.
Сейчас делают бетон, содержащий в каждом кубическом сантиметре миллиарды маленьких пузырьков воздуха. Такой бетон называется ячеистый. Из него делают дорожные покрытия, на которые не действует ни мороз, ни оттепель.
Итак, как вы видите, существует много способов усовершенствовать бетон и сделать его пригодным для специальных строительных нужд.
Как мы получаем энергию из угля?
Давайте начнем с выяснения того, что такое каменный уголь. Каменный уголь — это остатки древних деревьев и растений, произраставших в огромных болотистых джунглях во влажном теплом климате сотни миллионов лет назад. Когда эти деревья и растения погибали, они падали в тихие заболоченные воды, которые предохраняли их от гниения. Бактерии превращали часть древесины в газы, которые улетучивались, оставляя черную массу, большей частью состоявшую из углерода. С этого началось образование так называемых угольных пластов.
Со временем толстый слой земли и песка был нанесен поверх этой черной пастообразной растительной массы. Своей тяжестью земля и песок почти полностью выдавили из нее всю жидкость, и она стала затвердевать, превращаясь в каменный уголь. Весь этот процесс происходил в период от одного миллиона до двухсот пятидесяти миллионов лет назад. Энергия, то есть способность выполнять работу, присуща материи. Все на земле, что имеет массу и занимает какое-то место в пространстве, есть материя. Энергия и материя — это те две первоосновы, которые образуют Вселенную и все, что в ней находится.
Материя состоит из атомов, и каждый атом имеет энергетические частицы. Энергия удерживает части атома вместе. Материя может превращаться в энергию, а энергия в материю, — и так до бесконечности. Энергия угля первоначально была солнечной энергией. Миллионы лет назад растения использовали эту энергию для химических реакций, обеспечивающих рост, а углекислый газ, содержащийся в воздухе, трансформировался в углерод, который потом стал каменным углем. Эта энергия может быть высвобождена под действием тепла. Тепло заставляет атомы и молекулы двигаться все быстрее и быстрее, пока некоторые электроны не начинают из них выскакивать.
Когда уголь загорается, выделяется тепловая энергия. Она всегда находилась в нем в форме так называемой потенциальной энергии. Тепло высвобождает хранящуюся в угле энергию и превращает ее в кинетическую, то есть рабочую энергию. Это и есть энергия, которая заставляет двигатели и генераторы работать на нас.
Как работают нефтяные вышки?
Когда вы думаете о добыче нефти, вы, наверное, представляете себе высокие стальные сооружения с бьющим из них фонтаном черной нефти. Но такие нефтяные фонтаны отошли в прошлое. Современные методы бурения почти полностью исключают возможность подобного фонтанирования. Сейчас используется много типов нефтяных буровых установок. Некоторые из них бывают высотой в двадцатиэтажное здание, другие стоят на колесах, а иные располагаются на платформах и баржах для бурения скважин в морском дне. Около восьмидесяти пяти процентов скважин в Соединенных Штатах являются результатом применения метода вращательного бурения, при котором в землю внедряется быстро вращающийся бур.