*Нужно было срочно что-то решать. Но сейчас Генри Хирш предпочёл не отвлекаться на рабочие вопросы в Министерстве, а спокойно провести урок. Да. Важно было настроиться. А уж потом он с головой погрузится в…
Куда именно, он не успел подумать, потому что в класс заглянули первые ученики.*– Я приготовил доклад, мистер Хирш, –
*слизеринец подбежал к мужчине и протянул свиток пергамента*. – Вот сами нам и расскажете, –
*ответил Генри, но пергамент всё-таки взял и даже чуть-чуть развернул. Свиток был довольно увесистый, а это значит, парень изрядно постарался, чтобы загладить свою вину за поведение на прошлом уроке. Приятно. С другой стороны, он мог специально написать так много, чтобы его в ближайшем будущем не спрашивали. Обидно.*– А вы, мисс Пейрин, расскажете нам про хрустальные шары, –
*объявил лектор, записывая тему урока.**Мгновением позже раздался звон колокола, и волшебник начал лекцию. В кабинет проскользнула парочка опоздавших студентов, но лектор, похоже, не обратил на это внимания. Положив мел, он вынул из кейса стеклянную пирамидку и подставил её под солнечные лучи, косо падающие из окна. Студенты увидели, как свет вдруг заиграл всеми цветами радуги на противоположной стене класса.*– То, что вы видите, называется
дисперсией. Это процесс, когда луч света распадается на спектр основных цветов в результате преломления. И всё благодаря стеклу, из которого изготавливают зеркала, линзы и рефракторы. Как вы уже знаете, эти изделия используются в оптике, чтобы улавливать и отражать свет.
*Генри подошёл к парте, за которой сидел мистер Уитман, и протянул ему сданный ранее свиток пергамента. Мальчик понял, что ему придётся зачитать свой доклад вслух.*– Основной принцип работы телескопа заключается в улавливании света и перенаправлении его в точку фокуса. Чем больше света поймает телескоп или луноскоп, тем чётче будет картинка. Когда свет пройдёт через систему рефракторов, мы получим отражение наблюдаемого объекта в перевёрнутом виде. Чтобы «развернуть» его обратно, нужна ещё одна система линз.
– Верно. Однако в волшебном мире есть и простые оптические приборы. Например, в хрустальных шарах для гаданий нет никаких систем линз и рефракторов. Как же мы получаем изображение в этом случае?
*Преподаватель встал напротив мисс Пейрин, и девочка с Хаффлпаффа развернула свою домашнюю работу.*– Магический кристалл для Прорицаний изготавливается из цельного куска минерала: кварца, аметиста, обсидиана или хрусталя. Иногда шары делают из обычного стекла. Визуализация образов и картинок происходит благодаря природной магии, которую впитал в себя минерал за многие тысячи лет пребывания в земле. Маг «взывает» к силе природы, а минерал «откликается». В результате внутри кристалла можно увидеть картинки и образы, которые служат ответом на заданный во время гадания вопрос.
*Лектор поставил на стол пирамидку, которую до сих пор держал в руке, и кивнул ученице в знак одобрения.*– Оптика – удивительная вещь! Надеюсь, все остальные тоже прослушали субботний выпуск «Научных фактов», –
*после этих слов некоторые студенты заметно расслабились, полагая, что проверка домашнего задания окончена.* – Сегодня на уроке мы поговорим о силе пара и о том, как она заставляет двигаться одно из самых больших и тяжёлых устройств, позаимствованных из мира магглов.
– Масса впечатлений, верно? –
*спросил Хирш у аудитории, вешая плакат.* – Каждый год вы несколько раз катаетесь на этом паровозе в школу и обратно. На данный момент это самый удобный и безопасный способ добраться до Хогвартса. Но так было не всегда. Раньше до школы добирались с помощью порталов. С ними было много проблем, так как некоторые люди просто не успевали ко времени их срабатывания; другие не могли найти нужный предмет, ведь порталы хорошо маскировали; третьи страдали портальной болезнью и по нескольку дней после прибытия в школу лежали в больничном крыле, испытывая истерики и тошноту.
Смелое решение было найдено в первой половине XIX века. Это было время промышленной революции, охватившей весь маггловский мир. Волшебники, конечно, консервативный народ, но ради безопасности людей им пришлось пойти на уступки. Идея перевозить детей на поезде принадлежала
Отталин Гэмбл, министерской работнице, по-настоящему оценившей всю полезность этого маггловского транспорта. Даже чистокровные волшебники согласились, что этот вариант куда лучше, чем порталы. Безусловно, эта машина очень сложна по своей конструкции, потому её пришлось доработать с помощью магии, прежде чем допустить к эксплуатации, зато она удобная, безопасная и является идеальным средством маскировки. Кто обратит внимание на один из множества поездов, уходящих с вокзала Кингс-Кросс?
– А красный цвет не привлекает внимание магглов? –
*перебила студентка Равенкло.*– Поезда обычно красят в сигнальные цвета – красный, зелёный, жёлтый, – чтобы они были хорошо заметны издалека. Поезд – массивное транспортное средство, несущееся на большой скорости. Своим ярким цветом он предупреждает людей о том, что нужно быть внимательным при переходе через железнодорожные пути.
*Мужчина заметил, как некоторые ученики записали данную информацию в пергаменты, после чего продолжил.*– Министерству магии понадобился целый год на то, чтобы разместить паровоз серии GWR 4900 № 5972 Olton Hall на маггловском вокзале и замаскировать платформу 9 и 3/4. По официальным данным чары Забвения применялись 67 раз, а работающие неподалёку магглы весь год смутно осознавали, что упускают что-то важное.
*В классе раздались смешки. Генри Хирш покопался в своём кейсе и выудил оттуда другой плакат. Пришло время заняться наукой. Историю Хогвартс-экспресса можно и в библиотеке прочитать.*– Первое. Любой поезд состоит из вагонов. Их может быть разное количество, и они могут быть оборудованы под разные нужды. Пассажирские снабжены удобными сиденьями, а грузовые – ёмкостями для перевозки разных материалов. Второе. Вагоны – это несамоходные единицы, то есть сами по себе они ехать не могут. Им нужен мощный двигатель, который бы тянул их за собой. Обычно двигатели на поездах очень большие, поэтому их размещают в отдельном вагоне, который называется
локомотив. Третье. Все двигатели в маггловском мире делятся на две группы:
первичные и
вторичные. К первичным относятся те, которые преобразуют в механическую работу непосредственно природные источники энергии (вода, ветер, гравитация, тепло, ядерная энергия). Ко вторичным относятся те, которые преобразуют в механическую работу энергию, выработанную или накопленную другими источниками (электричество, пневматика, гидравлика). Но сегодня нас будет интересовать только один конкретный тип двигателя.
Паровой двигатель – это двигатель внешнего сгорания, который преобразует энергию водяного пара в механическую работу. Относится к группе первичных двигателей.
|
– На плакате вы видите
паровую машину, установленную внутри локомотива. Она состоит из парового котла и парового двигателя. В котёл заливают воду и нагревают, чтобы получить пар. Горючее для подогрева можно использовать самое разное. Магглы в XIX веке использовали уголь и дрова. Волшебники часто используют заклинания горения, но иногда и уголь. Его запасы всегда есть в грузовом отсеке Хогвартс-Экспресса. Перед тем как отправиться в путь, паровоз обычно топят 3-4 часа, чтобы вода в котле начала кипеть.
Далее, нагретый пар из котла поступает в двигатель и преобразуется в механическую энергию, которая толкает поршни. Те, в свою очередь, через кривошипно-шатунный механизм передают вращение на ходовую часть. Колёса имеют прочное сцепление с рельсами и благодаря силе трения начинают отталкиваться от них, также как человек, идя по улице, отталкивается от асфальта, чтобы сделать шаг вперёд. Таким образом, локомотив начинает двигаться и тянет за собой вагоны.
Давление внутри горячего паровозного котла может достигать 30 атмосфер, поэтому перед началом движения машинист подаёт пар очень осторожно. За давлением нужно постоянно следить и при необходимости выпускать часть пара наружу через отводящую трубу, иначе котёл может взорваться. Если будете на вокзале, обязательно обратите внимание на трубу локомотива, через которую валит густой дым, когда поезд движется.
Обычно у школьного экспресса 5-7 вагонов, поэтому двигатель используется не самый мощный. Этого вполне хватает на то, чтобы покрыть расстояние от Лондона до Хогвартса в 600 километров за 16-17 часов. В поезде всегда находится бригада машинистов, которая управляет составом, следит за работой двигателя и надёжностью волшебных чар.
*Плакаты и стеклянная пирамидка были убраны в кейс, и мужчина раздал всем учебники, которые были сложены ровной стопкой на краю преподавательского стола.*– Пожалуй, самым важным элементом парового двигателя является
паровой котёл. В учебнике вы найдёте ряд требований, которые предъявляются к стандартному котлу паровоза. Думаю, что-то подобное вы изучали на Зельеварении, когда говорили о котлах для приготовления зелий. Запишите эти требования.
- Прочность. Стандартный паровой котёл изготавливают из листового котельного железа и топочной стали, где ширина листов зависит от диаметра котла и давления пара в нём.
- Объём заливаемой воды. Чем больше резервуар, тем больше будет паропроизводительность, а значит, мощнее будет двигатель.
- Коэффициент полезного действия (КПД). Это соотношение объёма топлива к объёму полученного тепла. КПД у тепловых двигателей самый низкий из всех. Дело в том, что паровые машины только 10% своей энергии, получаемой при сжигании топлива, тратят с пользой, а всё остальное расходуется впустую. Это влияет на скорость движения и время. Именно поэтому Хогвартс-Экспресс едет довольно медленно и поэтому долго. //Зато безопасно//.
- Ремонт и обслуживание. К паровому котлу и всем его частям должен быть организован удобный доступ, в противном случае отремонтировать отдельные детали будет весьма проблематично. Плохо выполненные ремонтные работы могут привести к аварии.
*Конец урока прошёл за письменной работой. Радовало то, что кроме текста в учебнике были довольно хорошие иллюстрации, отражающие подробное строение паровоза и систему крепления вагонов.*
Задания
- Почему Британское Министерство магии заменило портальное перемещение до Хогвартса на поезд? Назовите возможные плюсы и минусы такого решения.
- Для чего в составе поезда нужен локомотив?
(Общий объём работы – не менее 500 символов) - (Эта лекция только для 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 курсов)
Дополнительные задания
- Сочинение. Почему к паровому котлу парового двигателя предъявляются такие строгие технические требования? Объясните.
(Общий объём работы – не менее 700 символов)
- Сочинение. Как вы понимаете высказывание: «Жизнь следует наблюдать из окна вагона»? (Эжен Ионеско)
(Общий объём работы – не менее 700 символов)
- Сочинение. Хотели бы вы работать машинистом Хогвартс-Экспресса? Почему?
(Общий объём работы – не менее 700 символов)
- Сочинение + задание на фантазию. Составьте памятку для машиниста Хогвартс-Экспресса о том, какие заклинания горения могут понадобиться ему в работе? Почему вы выбрали именно их?
(Общий объём работы – не менее 700 символов)
- (Эта лекция только для 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 курсов)
