Что такое сплав Вуда?

Высокая температура, ничего не поделаешь! Врач давал больничный. Несколько дней вместо скучных лекций можно было наслаждаться жизнью!

Но всему приходит конец. Еще мудрый Остап Бендер предупреждал другого Шуру, Балаганова: «Ваши рыжие кудри примелькаются, и вас просто начнут бить». Врачам надоело покрывать слишком часто «болевшего» симулянта, и они начали с ним планомерную борьбу.

Сначала пометили градусники, потом не сводили с Шуры глаз, пока он измерял температуру. Наконец его поймали в тот момент, когда он заменял меченый больничный градусник на свой, помеченный точно таким же манером. Шура был с позором и навсегда изгнан из кабинета врача.

Сейчас такая хитрость вряд ли прошла бы. Современные термометры измеряют температуру тела за несколько секунд.

Эх, такие бы градусники сэру Исааку Ньютону (Isaac Newton; 1642 — 1727)! Тогда бы, возможно, он прославился не только в области механики и оптики, но и в области термодинамики. Однако во времена Ньютона приборы для измерения температуры были слишком громоздки, и использовать их в экспериментах было затруднительно.

Но «быстрый разумом Невтон» (именно так писали это имя в России во времена Ломоносова) разработал свой способ измерения температуры, который он назвал методом температурных стандартов. Температурные стандарты представляли собой небольшие кусочки сплава висмута, свинца и олова. Этот сплав металлов уже тогда был известен тем, что он имеет невысокую температуру плавления — 98 °C. Плавление такого стандарта означало, что температура поверхности, на которой этот стандарт находится, превышает пороговое значение в 98 °C. Просто и наглядно! Этот сплав даже получил название «Металла Ньютона».

Но метод измерения температуры, предложенный Ньютоном, распространения не получил. Термометры быстро усовершенствовали, они стали удобными приборами, поэтому их начали использовать повсеместно. Однако «металл Ньютона», который мог расплавиться в кипятке, побудил ученых-химиков и инженеров к поискам еще более низкоплавких соединений.

Изменение количественного соотношения составляющих в упомянутом тройном сплаве висмута, свинца и олова, позволило снизить температуру плавления до 95 °C, а после — до 92 °C. Добавление к трем легкоплавким металлам еще одного металла, кадмия, позволило снизить температуру плавления результирующего сплава до 70 °C.

Этот сплав был впервые получен в 1860 году американским дантистом Барнабасом Вудом (Barnabas Wood; 1819 — 1875). Вуд искал материал для того, чтобы заполнять им отверстия в зубах. Сейчас это делают специальными быстротвердеющими пластмассами. Но в 1860 году такой роскоши еще не знали. Естественно, температура искомого сплава не должна была быть слишком высокой. Но, с другой стороны, и слишком низкой она не должна была быть, чтобы не плавиться при температуре человеческого тела. Очевидно, что сплав этот не должен был быть ядовитым. И слишком мягким он тоже быть не мог, чтобы не истираться.

Сплав, который сейчас называется «сплавом Вуда» содержит 50% висмута, 25% свинца и по 12,5% олова и кадмия. Его температура плавления — 68,5°C. Хотя и был этот сплав придуман дантистом, однако в зубоврачебных кабинетах его так и не использовали. Как уже было сказано, здесь его заменили пластмассы.

Главная область применения сплава Вуда в настоящее время — датчики пожарной сигнализации. При повышении температуры перемычка из сплава Вуда плавится, сопротивление электрической цепи возрастает, что запускает систему автоматического пожаротушения.

Сплав Вуда также применяется в литейном деле, в химических и в металлографических лабораториях. Ну, и еще для фокусов. Представляете себе ложку, которая плавится, будучи опущенной в стакан чая?

Подобный фокус описывается в довольно старой, хотя до сих пор еще популярной, книге В. Сибрука «Доктор Вуд: Современный чародей физической лаборатории», посвященной известному американскому физику-экспериментатору Роберту Уильямсу Вуду (Robert Williams Wood; 1868 — 1955).

При этом утверждается, что Роберт Вуд сам же и придумал этот сплав. Что, конечно, неверно. Роберт Вуд — только однофамилец изобретателя легкоплавкого металла, который был придуман за 8 лет до рождения известного ученого-физика. Он даже родственником Барнабасу Вуду не приходился.