Жители Севера умеют быстро складывать из снежных кирпичей хижины-иглу. Когда хижина готова, в ней зажигают свечу, и стенки ее покрываются тонкой корочкой льда. В таком снежно-ледяном доме достаточно тепло, чтобы переждать самую сильную пургу. (Разумеется, для этого нужно иметь не нашу одежду, а такую, как у народов Севера.) А русские цари иногда устраивали праздники в ледяных домах (рис. 2).
Рис. 2. Если полить на морозе водой простыню, ее можно превратить в ледяной купол.
Но вернемся к технике. Специалисты знают, как трудно шлифовать оптическое стекло. Если вращать шлифовальный круг с большой скоростью, стекло в отдельных местах перегревается, расширяется и трескается. Нужно либо снижать скорость обработки, либо охлаждать инструмент водой. А это не так просто: при больших скоростях вращения центробежная сила выбрасывает жидкость, и стекло фактически шлифует сухой камень.
В конце 60-х годов прошлого века в нашей стране было предложено и внедрено оригинальное решение. В воду добавили мельчайший наждачный порошок, а потом заморозили в форме (рис. 3).
Рис. 3. Обработка стеклянной линзы ледяным шлифовальным кругом.
Получился высокоскоростной шлифовальный круг, который ни при каких обстоятельствах не может перегреть стекло. Ведь при его работе в месте нагрева выделяется вода. При непрерывной работе ледяной шлифовальный круг служит один-два часа. Ровно столько же, сколько обычный скоростной наждак.
Удивительно, но лед нашел применение и в литейном деле, где существует важная проблема. Литейную форму часто делают из земли, добавляя в нее связующие вещества. Смесь, казалось бы, недорогая, но готовят ее сотнями тысяч тонн в год. Поэтому малейшее удешевление ее состава может принести ощутимую экономию. И вот двадцать лет назад американцы додумались делать формы из влажной, а затем сильно промороженной земли. Ее прочности хватает лишь на то, чтобы залитый металл успел затвердеть. После этого она постепенно оттаивает и превращается в кучу земли, из которой легко вынуть изделие. Это очень важно, поскольку обычно форму для этого нужно разнимать или разбивать, а затем выбрасывать. Здесь же одну и ту же землю можно использовать неограниченное количество раз.
Иногда требуется аккуратно, без складок, изогнуть тонкую трубку. Чтобы на ней не образовались складки, иногда рекомендуют налить в нее свинец или насыпать песок. Если трубка длинная, сделать это не просто. Но есть хорошее решение. Трубку заливают водой, затыкают пробками и выставляют на мороз. Когда вода замерзнет, трубку можно гнуть как угодно — складок не будет!
Способность воды расширяться при замерзании, создавая очень высокое давление, известна всем. И это тоже может быть полезно. Например, при производстве бойлеров.
Бойлер, напомним, это широкая труба, внутри которой расположен пучок тонких трубочек. По ним течет водопроводная вода, а горячая вода омывает их снаружи. Каждая тонкая трубка надежно закреплена в своем гнезде. Эту очень точную и трудоемкую работу выполняют, подавая в них воздух под высоким давлением либо при помощи специального (рис. 4) инструмента.
Рис. 4. Устройство бойлера.
Но есть более простой способ. Все трубки закрывают специальными заглушками, наполняют водой и выставляют на мороз. Вода замерзает, и лед равномерно расширяет все трубки, намертво закрепляя их в своих гнездах.
Напоследок расскажем о небольшом приборе, который предложил наш читатель Н.В. Безбородов. Он предназначен для поддержания температуры, близкой к 0 °C, в ящике для хранения овощей. Обычно для домашних хранилищ используют шкафы от старых холодильников. В такой шкаф устанавливают обычную лампу накаливания и тепловое реле. Оно включает лампу, как только температура опускается ниже нуля, и она согревает емкость. Как только температура в шкафу превысит 0°, реле отключает лампу.
Конструкций таких реле можно много найти в литературе, но наш читатель прислал, пожалуй, самое простое решение, которое вы можете повторить. Николай Васильевич предложил воспользоваться небольшой пластиковой бутылью с водой (рис. 5).
Рис. 5. Тепловое реле для поддержания нулевой температуры. Образующийся в пластиковой бутылочке лед расширяет ее стенки, и они давят на кнопку концевого выключателя. Лампа загорается.
При замерзании воды бутыль расширяется и замыкает контакты (в их качестве можно использовать микропереключатель, рассчитанный на нужную вам нагрузку). Лампа включается. Постепенно температура повышается настолько, что лед начинает таять. Контакты размыкаются. Детали устройства видны на рисунке. Желаем успеха!