4.5 (90%) 2 votos
Hoy encontré algo nuevo e interesante para ti, aunque puede ser nuevo solo para mí, pero definitivamente será interesante para todos: gotas de Prince Rupert. Averigüemos qué son estas gotas y por qué son interesantes ...
Las gotas de Prince Rupert son gotas de vidrio con una cola delgada, que son el resultado de colocar vidrio fundido en agua. Y lo interesante de ellos es que es casi imposible aplastarlos, pisotearlos, aplastarlos o destruirlos de cualquier otra manera disponible para las personas, pero esto solo se aplica a la caída en sí, pero también tiene una cola delgada, en la que la vulnerabilidad de una cosa aparentemente indestructible está oculta, y si se rompe, entonces hay una verdadera explosión de vidrio. Comprueba por ti mismo cómo intentan sin éxito aplastar la gota de Prince Rupert con una prensa hidráulica:
y cómo explota fácilmente cuando se daña la punta delgada:
Bueno, ¿qué efecto tan interesante?
Veamos cómo se obtiene un resultado tan interesante. Para hacer esto, debe comprender cómo se obtienen las gotas de Prince Rupert.
Para hacer gotas de Prince Rupert, el vidrio fundido debe colocarse en agua. Cuando el vidrio fundido entra en agua fría, se solidifica muy rápidamente con la acumulación simultánea de una enorme tensión interna. Además, el enfriamiento ocurre al menos rápidamente, pero no instantáneamente, por lo tanto, cuando la capa superficial ya se ha enfriado, solidificado y disminuido de volumen, la parte interna de la gota, llamémoslo núcleo, todavía está en estado líquido y fundido. .
Además, el núcleo comienza a enfriarse y encogerse, pero los enlaces intermoleculares con la capa externa ya sólida evitan que se encoja, como resultado de lo cual, después del enfriamiento, el núcleo ocupa un volumen mayor que si se enfriara en forma libre.
Debido a esto, las fuerzas con la dirección opuesta actúan en el límite de la capa externa y el núcleo, que empujan la capa externa hacia adentro y el núcleo hacia afuera y crean, respectivamente, un esfuerzo de compresión para la capa externa y un esfuerzo de tracción para la interna. centro. Como resultado, tenemos una gran tensión interna, lo que hace que la caída sea muy fuerte, pero al mismo tiempo, cualquier daño en la capa exterior provoca una violación de la estructura y una explosión de vidrio, pero dado que el lugar más delgado es la cola , es a través de él que se puede destruir la capa exterior para obtener una explosión tan hermosa como en el video de arriba o en la foto de abajo:
Y este video es para aquellos a quienes les resulta más fácil percibir la información del video que leer muchas letras:
Las gotas del príncipe Rupert se descubrieron por primera vez en Alemania en 1625, pero cuántas veces se opinaba que fueron descubiertas por los holandeses, o quizás sonaba más bonito, porque todo lo extranjero provoca más curiosidad, estos tiempos no cambian, de ahí la segundo nombre para estas gotas - lágrimas holandesas.
¿Y aquí Prince Rupert le pregunta al lector? El caso es que el príncipe Rupert, el duque británico, fue quien trajo estas gotas a Inglaterra y se las entregó al monarca inglés Carlos II. Al rey le gustaron mucho las interesantes gotas de vidrio y se las dio a la Royal Scientific Society británica para que las estudiara. En honor a estos hechos, curiosas gotas comenzaron a llamarse gotas del Príncipe Rupert, y este nombre se ha conservado perfectamente hasta el día de hoy. Este es un vívido ejemplo de cómo puedes pasar a la historia simplemente dando algo interesante a la persona adecuada.
Curiosamente, el método para hacer lágrimas holandesas se mantuvo en secreto durante mucho tiempo, mientras que al mismo tiempo se vendían como juguetes interesantes en ferias y mercados.
Leí lo que escriben sobre el príncipe Rupert, su biografía es bastante interesante, estuvo involucrado en una gran cantidad de eventos históricos, pero este es más bien un tema para una publicación aparte.
Cuando terminé la publicación, encontré un video interesante y relevante sobre el tema, en el que se muestra todo el proceso desde el principio hasta el final, desde la creación de una gota de Prince Rupert hasta una explosión de vidrio:
Ahora el tema de la caída del Príncipe Rupert se revela por completo y puede presumir de forma segura este conocimiento en la empresa o incluso hacer dichas caídas (solo tenga cuidado). Eso es todo por hoy, ¡nos vemos pronto!
Las lágrimas de Batavia o los frascos de Bolonia, así como las gotas de Prince Rupert, son gotas endurecidas de vidrio templado con propiedades extremadamente duraderas. Fueron traídos a Inglaterra por el príncipe Rupert del Palatinado a mediados del siglo XVII. Al mismo tiempo, atrajeron la atención de los científicos.
17095 1 4 18
Lo más probable es que los sopladores de vidrio conocieran tales gotas de vidrio desde tiempos inmemoriales, pero atrajeron la atención de los científicos bastante tarde: en algún lugar a mediados del siglo XVII. Aparecieron en Europa (según diversas fuentes, en Holanda, Dinamarca o Alemania). La tecnología para hacer "lágrimas" se mantuvo en secreto, pero resultó ser muy simple.
Si dejas caer vidrio fundido en agua fría, obtienes una gota en forma de renacuajo con una cola larga y curva. Al mismo tiempo, la gota tiene una fuerza excepcional: su "cabeza" se puede golpear con un martillo y no se romperá. Pero si rompes la cola, la gota se rompe instantáneamente en pequeños fragmentos.
Los cuadros registrados con fotografía de alta velocidad muestran que el frente de “explosión” se mueve gota a gota a una velocidad alta: 1,2 km/s, que es casi 4 veces mayor que la velocidad del sonido.
Como resultado del enfriamiento rápido, la gota de vidrio experimenta fuertes tensiones internas, lo que provoca propiedades tan extrañas. La capa exterior de la gota se enfría tan rápido que la estructura de vidrio no tiene tiempo de reconstruirse. El núcleo se estira y la capa exterior se comprime. Del mismo modo, se obtiene vidrio templado - sin embargo, no tiene esa cola, por lo que es posible romper la cáscara con tanta facilidad.
La nobleza inglesa del siglo XVII tenía fama de ser curiosa y no rehuía la ciencia. El rey Carlos II incluso murió de su pasión por la alquimia: ya en nuestra época se encontró mercurio en su cabello en una concentración incompatible con la vida. El primo de Carlos II, el príncipe Rupert, era famoso por su pasión por las curiosidades científicas, tanto teóricas como prácticas.
Este príncipe Rupert, también conocido como el duque Ruprecht von der Palatinate, trajo a Londres piezas de vidrio en forma de gotas con largas colas retorcidas. Presentándolos como un regalo al rey, Rupert dijo que se trata de un invento alemán reciente y que la fuerza de las gotas de vidrio supera a la del acero.
Rupert ocultó el método de producción del rey, citando ignorancia. Aunque ahora entendemos: el príncipe guardó silencio únicamente en aras de un mayor misterio...
Carlos II entregó las gotas recibidas para su análisis a la Royal Scientific Society. A partir de ese momento comenzó la gloria de las gotas de Rupert.
Sin embargo, la fuerza de las gotas de cristal de Rupert fue desigual. Si la cabeza de la gota podía soportar cualquier golpe, la cola, especialmente la punta de la cola, era muy vulnerable. ¡Lo más extraño es que la destrucción de la cola condujo a la desintegración instantánea de todo el molde de vidrio! Además, ¡desintegración explosiva, con una dispersión instantánea de los fragmentos más pequeños!
Los miembros de la Royal Scientific Society enviaron cartas preguntando sobre la naturaleza del vidrio inusual hasta todos los límites disponibles. La popularidad de un juguete inusual entre la nobleza de Londres comenzó a crecer. Prince Rupert hizo un buen negocio vendiendo increíbles gotas de vidrio a un precio alto y luego fortaleciendo los lazos con regalos interesantes.
Pronto la situación comenzó a aclararse...
Según la información recibida de los holandeses, los daneses comenzaron a jugar con las gotas de Rupert antes que los alemanes, pero el secreto de hacer piezas de vidrio duraderas llegó a Dinamarca desde Italia. Todo el sur de Europa los conoce como "frascos de Bolonia" y no ve nada difícil en hacer gotas de vidrio.
Después de una serie de experimentos, los científicos de la Royal Society de Londres determinaron: para obtener las gotas de Rupert más exitosas, el vidrio debe tomarse lo más limpio posible y calentarse no más allá del grado de ablandamiento completo; de lo contrario, la gota que cae al agua está cubierta de grietas.
satisfecho con eso...
El enfriamiento rápido de una gota de vidrio en un medio que reduce efectivamente la temperatura conduce a la compactación de las capas externas del cuerpo, la compresión de la matriz con el estiramiento simultáneo del núcleo aún caliente de la fundición.
La fuerza de la caída de Rupert no es para nada ilimitada., y solo cuatro veces la resistencia del vidrio producido con tecnologías convencionales. Sin embargo, los indicadores de resistencia dependen en gran medida de la composición de la carga de vidrio, y el vidrio de cuarzo denso en forma de gota y templado es capaz de resistir los golpes del martillo de un herrero.
¡Pero solo si no golpeas la cola delgada y frágil de la caída de Rupert!
Es por eso que, por cierto, en la antigua Europa, una gota de Rupert se complace en migrar rápidamente de la categoría de curiosidades divertidas a la categoría de entretenimiento peligroso.
Los experimentadores modernos no dejan de experimentar con las gotas de Rupert. Particularmente espectaculares son los intentos de destruir gotas de vidrio con un disparo de un rifle. Una bala de plomo blando golpea la cabeza de la gota de Rupert con una fuerza mucho mayor que la del martillo de un herrero, pero la bala no puede romper el vidrio templado.
La onda de choque que surge en la masa de vidrio resulta fatal para la delgada cola de la gota de Rupert. Cuando un pulso oscilatorio atraviesa un vidrio delgado, se crean grietas que se expanden rápidamente. A una velocidad de más de 1 km / s, las grietas crecen en todo el cuerpo de la gota, se multiplican, se expanden y, de hecho, explotan el vidrio.
Los destellos de color rojo azulado de la triboluminiscencia de la gota en descomposición de Rupert son la esencia del resplandor de los átomos de los gases atmosféricos, excitados por descargas eléctricas débiles. Las moléculas generan electricidad.
), o "lágrimas danesas". El cabezal de caída es increíblemente fuerte, es muy difícil dañarlo mecánicamente por compresión: incluso fuertes golpes de martillo o una prensa hidráulica no lo dañan. Pero vale la pena romper ligeramente la cola frágil, y toda la gota se romperá en pequeños fragmentos en un abrir y cerrar de ojos.
Esta curiosa propiedad de una gota de vidrio se descubrió por primera vez en el siglo XVII, ya sea en Dinamarca, en Holanda (de ahí otro nombre para ellas: lágrimas de Batavia), o en Alemania (las fuentes son contradictorias), y una pequeña cosa inusual se extendió rápidamente por todo el mundo. Europa como juguete divertido. La gota recibió su nombre en honor al comandante en jefe de la caballería real inglesa, Rupert of the Palatinate, conocido popularmente como Prince Rupert. En 1660, Rupert of the Palatinate regresó a Inglaterra después de un largo exilio y trajo consigo inusuales gotas de vidrio, que regaló a Carlos II, quien las transfirió a la Royal Society de Londres para su investigación.
La tecnología para hacer la gota se mantuvo en secreto durante mucho tiempo, pero al final resultó ser muy simple: basta con dejar caer vidrio fundido en un balde de agua fría. En esta sencilla tecnología reside el secreto de la fuerza y la debilidad de la gota. La capa exterior de vidrio se solidifica rápidamente, disminuye de volumen y comienza a ejercer presión sobre el núcleo aún líquido. Cuando la parte interior también se enfría, el núcleo comienza a contraerse, pero ahora esto se ve contrarrestado por la capa exterior ya congelada. Con la ayuda de las fuerzas de atracción intermoleculares, mantiene el núcleo enfriado, que ahora se ve obligado a ocupar un volumen mayor que si se hubiera enfriado libremente. Como resultado, surgen fuerzas opuestas en el límite entre las capas exterior e interior, que tiran de la capa exterior hacia dentro, y se forma una tensión de compresión en ella, y el núcleo interior hacia fuera, formando una tensión de tracción. En este caso, la parte interior puede incluso desprenderse de la exterior y luego se forma una burbuja en la gota. Esta oposición hace que la gota sea más fuerte que el acero. Pero si, sin embargo, su superficie se daña al romper la capa exterior, la fuerza latente de la tensión se liberará y una rápida ola de destrucción barrerá desde el lugar del daño a lo largo de toda la caída. La velocidad de esta onda es de 1,5 km/s, cinco veces más rápida que la velocidad del sonido en la atmósfera terrestre.
El mismo principio subyace en la fabricación de vidrio templado, que se utiliza, por ejemplo, en vehículos. Además de una mayor resistencia, dicho vidrio tiene una gran ventaja de seguridad: cuando se daña, se rompe en muchos pedazos pequeños con bordes romos. El vidrio “en bruto” común se rompe en fragmentos grandes y afilados que pueden causarle lesiones graves. El vidrio templado en la industria automotriz se usa para las ventanas laterales y traseras. El parabrisas de los automóviles está hecho de varias capas (triplex): dos o más capas se pegan con una película de polímero que, en caso de impacto, retiene los fragmentos y evita que salgan volando.
Veronika Samotskaya
La lágrima del príncipe Rupert, las gotas de Batavian u Dutch, la lágrima del diablo son todos nombres para el mismo fenómeno físico. La parte redonda de una lágrima de este tipo es un vidrio resistente, y su cola es el talón de Aquiles que, al romperse, convierte toda la estructura en polvo.
Las opiniones sobre el origen de las gotas de Prince Rupert son muy diversas. Algunas fuentes indican que fueron inventados en 1625 en Alemania. Pero también se les llama "lágrimas bátavas" y he aquí por qué.
Se cree que el vidrio es un material bastante frágil. Pero la propiedad de estas gotas de vidrio es tal que incluso con numerosos golpes de martillo en la parte redondeada, no se rompen. Al mismo tiempo, si durante el experimento esta gota se coloca debajo de una placa de metal, quedará una huella similar a una gota. Pero uno solo tiene que romper la punta de su delgada cola, e instantáneamente explota en un millón de pequeños fragmentos.
Surge una tensión muy fuerte entre la cubierta y el núcleo, respectivamente: compresión en la capa exterior y tensión en la interior. Si sumerge el vidrio fundido en agua demasiado fría, el nivel de voltaje alcanzará un máximo y permitirá que el interior de la gota se separe del exterior, formando una burbuja.
Son las fuerzas internas de compresión y tensión las que resisten cualquier fuerza de impacto. Al romper la "cola" de la gota, destruiremos la capa superior, lo que permitirá que la presión de tracción interna funcione a su máximo potencial, y la gota de vidrio se convertirá en polvo. Esta tensión interna es tan grande que la explosión ocurre literalmente en un momento. Por lo tanto, al realizar un experimento, asegúrese de abastecerse de gafas.
Recientemente, un grupo de científicos de diferentes partes del mundo se dispuso a “llegar al fondo” de la verdad y averiguar por qué y cómo se produce exactamente la explosión cuando se rompe la cola del descenso del Príncipe Rupert.
El hecho es que cuando se daña la capa exterior, aparece una grieta que penetra directamente en el "corazón" de la gota, donde se concentra la misma fuerza de tensión.
Los investigadores también encontraron que para que una gota de Prince Rupert explote, se requiere que las grietas lleguen a su centro. Ante golpes de martillo o cualquier otro impacto sobre el cabezal de caída, las grietas se dispersan sobre su superficie sin penetrar en la zona de tensión interna. Esto es lo que explica la fuerza de la pelota. Cuando se destruye la “cola”, las grietas logran penetrar en la parte interna de la lágrima del vidrio, lo que conlleva una explosión.
Hoy en día, los vidrios para automóviles se fabrican con un principio similar. Además de ser más duradero, tiene otro beneficio importante para la seguridad de los pasajeros: en caso de daño, se desmorona en pequeños pedazos con bordes redondeados. El vidrio en bruto se rompe, formando fragmentos afilados y grandes que pueden causar lesiones graves.
Las ventanas laterales y traseras están hechas de vidrio templado, mientras que los parabrisas se fabrican pegando varias capas de dicho vidrio con una película de polímero especial, que en caso de accidente evitará que se deshagan.
