Почему бензин растекается по воде

Почему бензин на лужах образует радужные пятна?

Бензин не смешивается с водой. Поэтому, попадая, например, в лужу на дороге, он растекается по её поверхности и образует тончайшую пленку. Эта пленка обладает замечательным физическим свойством — создавать вот такие радужные картины.

Почему это происходит?

Световые лучи, попадающие на бензиновую пленку, разделяются: часть луча отражается от поверхности бензиновой пленки (границы воздуха и бензина), а часть проходит через бензиновый слой, доходит до границы бензин-вода и отражается уже от этой границы (еще одна часть уходит в глубь воды, но для нашего вопроса эта составляющая значения не имеет).

В итоге получаются два отражённых луча, причем второй из них на пути к нашему глазу отстает от первого, потому что ему дважды пришлось преодолеть толщину плёнки. Эти два луча накладываются друг на друга, в результате чего в пространстве происходит перераспределение их энергии. Результирующие колебания при этом либо усиливаются, либо ослабляются. Усиление происходит, если преломленная волна 2 (см. рисунок) отстает от отраженной волны 1 на целое число длин волн. Если же вторая волна отстает от первой на половину длины волны или нечетное число полуволн, то произойдет ослабление света.

Это явление называется в физике интерференцией света.

Луч красного света, выходящий из точки Y, складывается из двух лучей:
части луча 1, прошедшей через плёнку, и части луча 2,
отражённой от внешней поверхности.
Длина пути XOY кратна длине волны падающего на плёнку света,
поэтому оба луча складываются в фазе и усиливаются.

В этом случае синие лучи при данной толщине плёнки
складываютсяв противофазе, потому что
расстояние XOY не пропорционально длине волны.
Результат — лучи складываются в противофазе
и гасятся: синий цвет не отражается от плёнки.

Для того чтобы могло происходить явление интерференции, два отражённых луча должны быть синхронными, согласованными, то есть их длины волн должны быть одинаковы, а сдвиг фазы — постоянным (физики называют такие волны когерентными). Обычные источники света не являются когерентными, потому что они состоят из большого числа атомных излучателей, работающих независимо друг от друга и несогласованно.Волны же, отраженные от наружной и внутренней поверхностей тонкой пленки, являются когерентными, потому что они являются частями одного и того же светового пучка.

Если бы лучи света имели одну длины волны, то есть были бы одноцветными (такой источник света называется монохроматическим), то интерференционная картинка выглядела бы как чередование светлых и черных полос (соответственно, интерференционных максимумов и минимумов). Но солнечные лучи — белые, в них присутствуют волны всего видимого спектра. Поэтому картина, которая получается на бензиновой пленке от солнечного света — разноцветная, радужная.

Дело в том, что разность хода лучей, отраженных от пленки, зависит от ее толщины. При определенной толщине условие максимума выполнится для какой-то длины волны, и пленка в отраженном свете приобретет цвет, соответствующий этой длине волны. Если же пленка имеет переменную толщину, а именно так обстоит дело с бензиновой плёнкой на воде, то интерференционные полосы приобретают радужную окраску, так как в разных участках плёнки условие максимума выполняется для разных длин волн.

Однако это не значит, что на плёнке с равномерной толщиной интерференцию наблюдать невозможно: ведь эффект интерференции определяется не только толщиной плёнки, но и другими факторами, например, углом падения светового пучка, показателем преломления плёнки.

Явление интерференции света можно наблюдать только в тонких пленках, толщина которых сравнима с длиной волны падающего на них света (но обязательно больше неё). Ведь свет — это сумма излучений с разной длиной волны. При прохождении через толстую пленку различия в прохождении лучей будут самые разные, и отражающиеся лучи не будут когерентными. То есть, конечно, какие-то волны будут в фазе, а какие-то — в противофазе, но некогерентных волн будет гораздо больше, и интерференционная картина просто «размажется». Тем не менее, в толстых пленках интерференцию наблюдать можно — для этого источник света должен быть монохроматическим.

Интерференцию света можно наблюдать не только на бензиновых плёнках на воде.

При разливах нефти в море водная поверхность покрывается радужными разводами — но только в тех случаях, когда нефтяная плёнка тонкая, не более микрона толщиной, то есть масштаб катастрофы относительно невелик.

Интерференция обусловливает радужные переливы на поверхности компакт-дисков.

Радужность мыльных пузырей — тоже результат интерференции. Толщина стенки мыльного пузыря немногим больше длины волн видимого спектра. По мере уменьшения толщины стенки пузырь постепенно меняет цвет. При толщине 230 нм он окрашивается в оранжевый цвет, при 200 нм — зеленый, при 170 нм — синий. Толщина пленки меняется неоднородно, поэтому она имеет пятнистый вид. Когда из-за испарения воды толщина стенки мыльного пузыря становится меньше длины волны видимого света, пузырь перестает переливаться цветами радуги, становится почти невидимым, перед тем как лопнуть — это происходит при толщине стенки примерно 20-30 нм.

Источник

Как избавиться от воды в бензине?

Вода в бензине

Машина не заводится! Притащили в сервис — завелась. Это как? Да очень просто: льдинка в топливопровод попала. Но каким образом в бензине появляется вода? Способов проникновения довольно много. При заправке на АЗС в бак попадает атмосферный воздух, имеющий какую-то влажность. Что-то и с самим бензином бывает. Кроме того, некоторые компоненты бензинов сами по себе гигроскопичны, а потому всеми силами притягивают атмосферную водичку. Ну и разного рода Василии Алибабаевичи иногда помогают. В общем, возможностей много.

Чем вредна вода, попавшая в топливо? Как минимум тем, что она не горит. И когда даже капли «аш-два-о» попадают в цилиндры, мотор начинает недовольно подергиваться. Еще имеет место такая гадость, как коррозия. А если на улице холодно, то может стать совсем плохо: замерзание топливопроводов и прочих «узких мест» — это команда «Стоп, машина!». Разговоры о полезности добавления Н₂О для снижения токсичности и повышения экономичности оставим для другого материала — сейчас нам нужно избавиться от воды и спокойно ехать дальше. Можно, конечно, попытаться снять бак, но мы попробуем поступить проще: воспользуемся автохимией.

Вода в бензине

Наша задача — умудриться смешать воду с бензином, чтобы затем все это сгорело в цилиндрах и догорело в нейтрализаторе. Препаратов с подходящими описаниями нам попалось семь — есть из чего выбирать. Вот этим и займемся.

Методику испытаний мы выбрали следующую. В тарированные емкости залили по 200 мл бензина и по 2 мл воды — получили концентрацию в 1%. Это довольно много: пол-литра воды в пересчете на 50-литровый бензобак! Теперь пересчитываем предложенную производителями дозу препарата на наш бензобак в миниатюре. У препаратов, указывающих концентрацию с большим разбросом (скажем, 40–80 литров), берем дозу по максимуму — чтобы производитель не говорил, будто его специально «потопили». В итоге величина доз составила, по нашим прикидкам, от 1 до 2,8 мл. Теперь взбалтываем емкость и смотрим, сохранилась ли граница между жидкостями?

Вода в бензине

И тут мы поняли, что эксперимент провалился в самом начале! Ни одно из проверяемых средств не превратило бензоводяную смесь в однородную жидкость. Двойное повышение концентрации также не изменило ситуацию: во всех случаях на донышках наших емкостей плавало нечто пузыреподобное, не желающее полностью «растворяться в толпе». Это противоречило заверениям многочисленных публикаций в Сети — но что же мы сделали не так?

Вода в бензине

Пришлось звонить в одну из фирм-производителей (название позвольте не разглашать, а то обвинят в скрытой рекламе), пригласить к телефону нормального инженера (а не пиарщика) и повторить вопрос: что мы сделали не так?

— Все так! — сообщил(а) инженер. — Просто вы напрасно ожидали, что в указанных вами условиях этот самый пузырь куда-то исчезнет. Его задача — не исчезать, а сгорать вместе с бензином. При этом плотность вовсе не обязана равняться бензиновой. Впрочем, при желании можно добиться его полного растворения, но для этого концентрация препарата должна быть гораздо выше.

В итоге мы выяснили у химиков главное. Грубо говоря, если препарат содержит 90% спирта, то он может связать воду, объем которой составляет 10% объема снадобья. А потому пузырек объемом 300 мл способен побороться с 30 мл воды — и не требуйте от него большего. Вот почему у нас ничего не получилось вначале: не нужно было заниматься арифметикой, поскольку объем бензобака на результат вообще не влияет!

Что ж, стало веселее. Однако нам захотелось проверить, как поведут себя наши пузыри на русском морозе. Ну, это несложно: все семь образцов отправились ночевать в морозильник. А мы тем временем поставили еще эксперимент — нам стало интересно, хорошо ли купленные препараты смешиваются с чистым бензином? Ответ положительный: смешиваются! Стало быть, во всем надо винить только воду — точнее, ее избыточное количество. Мы явно выдавали желаемое за действительное, пытаясь победить ее крошечными дозами купленного зелья. Нужно было сразу организовать массированную атаку.

Что до холодных испытаний, то при скромных дозах препаратов все они оказались бессильны: на 30-градусном морозе на донышке каждой емкости образовался мини-айсберг. И чтобы одолеть наши 2 мл воды, дозу надо увеличивать приблизительно на порядок. Путем постепенного увеличения дозы до шестикратной от начальной мы выяснили, что чемпионом по морозостойкости стал россиянин Water Remover Agat Silverline Avto, чуть отстал от него другой россиянин — Kerry. Что касается финансовой стороны вопроса, то в этой номинации победа также за Россией: Astrohim обошел всех остальных по фактической стоимости обработки литра горючего.

Выводы? А выводы вот какие

1. Все проверенные средства действительно связывают воду. Поэтому мы рекомендуем ими пользоваться!

2. Все рекомендованные концентрации носят крайне приблизительный характер, поскольку количество воды в баке априори не поддается точной оценке.

3. Ни одно из проверенных средств не обеспечивает абсолютного визуального смешивания воды с бензином.

А вот наши советы

1. В холодное время года периодически добавляйте в бензобак одно из проверенных нами средств. Хуже не будет.

2. Никогда не заправляйтесь на непроверенных АЗС!

3. Не заигрывайтесь с чистым спиртом, пытаясь заменить им указанные средства. В ряде случаев это может вызывать коррозию топливопроводов и прочих элементов системы питания.

Счастливого пути — и чтоб никаких льдинок в баке!

Больше информации о топливе и автозаправках и зимней эксплуатации автомобиля — в тематических подборках публикаций журнала «За рулем».

Liqui Moly Fuel Protect, Германия

Присадка в топливо «Антилед»

Примерная стоимость 435 руб.

Требуемая концентрация 300 мл на 60 л

Самый дорогой из проверенных препаратов в пересчете стоимости на объем обрабатываемого топлива: примерно 7,25 руб./л.

Water Remover Agat Silverline Avto, Россия

Очиститель топливной системы от воды

Примерная стоимость 170 руб.

Требуемая концентрация 495 мл на 40–80 л

Стоимость обработки — примерно 4,25 руб./л. Чемпион по морозостойкости: в морозильнике выигрывает чуть больше градуса у остальных.

Step Up Fuel System Dryer, США

Антифриз-осушитель системы питания бензиновых двигателей

Примерная стоимость 280 руб.

Требуемая концентрация 355 мл на 40–60 л

Дороговато получается: примерно 7 руб./л.

Eltrans, Россия

Присадка влаговытесняющая

Примерная стоимость 143 руб.

Требуемая концентрация 340 мл на 60–80 л

Нормальное средство; стоимость обработки — примерно 2,38 руб./л

Astrohim, Россия

Присадка влаговытесняющая

Примерная стоимость 120 руб.

Требуемая концентрация 300 мл на 60–80 л

Чемпион по экономичности: стоимость обработки одного литра горючего всего 2 рубля!

Lavr, Россия

Нейтрализатор воды (присадка в бензин)

Примерная стоимость 175 руб.

Требуемая концентрация 310 мл на 40–60 л

Стоимость обработки для россиянина высоковата: 4,37 руб./л. Впрочем, особых замечаний нет.

Kerry, Россия

Осушитель топливной системы

Примерная стоимость 105 руб.

Требуемая концентрация 355 мл на 40–50 л

Источник

Как на самом деле работает АЗС — развенчиваем водительские мифы о бензине

В водительской среде довольно много устойчивых мифов о заправочных станциях. Автомобилисты пугают друг друга рассказами о недоливах, воде в бензине и другими страшилками, но насколько они правдивы на самом деле? Попробуем в этом разобраться и посмотрим, как на самом деле работает современная АЗС?

Есть ли вода в бензине?

О том, что на заправке в бензобак своей машины можно залить не только топливо, но приличный объём воды, написано множество статей в интернете. Но все эти материалы абстрактные, без указания конкретных случаев и сильно похожие на выдумку. Для начала стоит напомнить, что АЗС – по сути, огромная цистерна, закопанная в землю, из которой разливают бензин в машины при помощи хитрого насоса-дозатора. Естественно, для каждого вида топлива в землю закапывают отдельную цистерну. Они защищены и герметичны, поэтому грунтовая вода в них никак не может попасть.

Приезжающие бензовозы сливают топливо в эти цистерны через специальные заливные горловины. При этом соединение шланга от бензовоза и заливной горловины также сделано защищённым от попадания воды. Поэтому, вода может оказаться в бензине только в том случае, если её нальют в бензовоз на НПЗ. Стоит отметить, что при каждой пересменке работники АЗС проверяют уровень воды в цистерне. Делается это при помощи «метроштока», на который наносится специальный состав, при контакте с водой он краснеет. Этот «метрошток» опускают в цистерну, затем его достают и проверяют изменение цвета на конце, обмазанном составом. Такая процедура проводится каждый день.

Палёный бензин?

Когда бензовоз заливают под завязку на НПЗ, на все его крышки и сливные отверстия устанавливают пломбы. Поэтому водитель по дороге не сможет слить себе бензин, а разницу долить водой. При приезде бензовоза на АЗС его заземляют, а приёмщик проверяет сохранность всех пломб. Если они окажутся поврежденными, то водителя ждут серьёзные проблемы, а привезённый им бензин не примут. Далее топливо переливают в цистерну, затем оператор сверяет привезённый объём с указанным в накладных.

Возможен ли недолив?

На недолив топлива жалуются многие водители, а некоторые СМИ и эксперты регулярно проводят рейды по АЗС, чтобы проверить их честность. Но на самом деле откровенный недолив возможен только на не сетевых заправках в отдалённых районах. Всё дело в том, что в каждой цистерне установлен специальный прибор, который измеряет объём топлива. Если заправка будет регулярно недоливать горючее водителям, то в системе возникнет конфликт между объемом проданного и фактически оставшегося бензина. А этот измерительный прибор достаточно точен и способен определить избыток топлива даже на 10 литров.

Миф, что крупные АЗС не доливают топливо, может быть основан на том, что бензин имеет очень большой коэффициент расширения от температуры. В зависимости от температуры окружающей среды объём бензина может сильно изменяться, при этом его количество остаётся прежним. Поэтому при проверке точности АЗС используют мерные стаканы с температурными поправками. Как поговаривают, закупочная цена топлива совсем не большая по сравнению с розничной ценой, поэтому особого смысла недоливать бензин водителям просто нет.

Понравилось? Ставьте лайк и подписывайтесь на наш канал ! У нас только проверенная информация, советы экспертов и реальные факты!

Источник