Флорентий Рабиза - Космос у тебя дома

Да и космический вакуум приносит пользу. Космические корабли летят в безвоздушном пространстве свободно, не испытывая никакого сопротивления. И астрономы всей Земли мечтают об обсерваториях, построенных за пределами земной атмосферы, где воздух не будет мешать наблюдениям небесных тел. Уже и сейчас некоторые астрономические наблюдения успешно производятся с космических орбитальных станций.

Дома у вас наверняка есть приборы, в которых заперт, «законсервирован», вакуум.

В ламповом приемнике и телевизоре находится много электронных ламп, из которых выкачан воздух Электроны, вылетая с раскаленного катода лампы, должны попасть на анод, не встретив на своем пути никаких препятствий. А это возможно только при очень большом разрежении воздуха. То же самое происходит и в телевизионной трубке. Электроны должны попасть на экран трубки и нарисовать на нем то изображение, которое мы и видим во время телевизионной передачи. Для этого электроны должны лететь внутри трубки, не испытывая никаких помех. И сделана телевизионная трубка со стороны экрана выпуклой неспроста.

Выпуклая поверхность легче выдерживает давление атмосферы, а оно довольно велико. Если рабочая поверхность трубки имеет 730 квадратных сантиметров, то воздух на стекло давит с силой около 730 килограмм. Это почти три четверти тонны, выпуклая поверхность способна выдержать такую нагрузку.

Своды арок делают дугообразные, потому что строительные материалы легче выдерживают сжатие, чем растяжение.

Да и не только строительные материалы. Возьмем куриное яйцо.

Курица, высиживая яйца, никогда не раздавит их, а слабенький цыпленок легко разбивает яйцо изнутри, когда приходит время выбираться наружу. Вы можете убедиться, что разбить скорлупу яйца изнутри гораздо легче, чем снаружи. Для этого постучите по скорлупе не очень остро заточенным карандашом сначала снаружи, а потом изнутри.

Дома у вас может оказаться еще один прибор, основанный на применении вакуума, — термос.

В научных лабораториях широко применяют сосуды Дьюара для хранения жидкого воздуха или других жидких газов. Жидкие газы и воздух имеют очень низкую температуру, и без такого специального сосуда они моментально испарились бы, превратились снова в газ.

Сосуды Дьюара имеют двойные стенки, посеребренные изнутри. Между стенками удален воздух. Благодаря безвоздушному пространству теплота от внутренней стенки к наружной или от наружной к внутренней не передается. Посеребрены стенки тоже не зря: тепловые лучи, отражаясь, не нагревают стекла. Такие сосуды сохраняют холодное от нагревания, а горячее от охлаждения. Поэтому в термосе, который и есть не что иное, как сосуд Дьюара, можно довольно долго хранить горячий чай, кофе.

В Гидрометцентре СССР можно встретить ртутные барометры для измерения атмосферного давления. Но выпускаются барометры и металлические. Называются они анероидами. Они устроены очень просто: металлическая коробочка с пружинящей волнистой крышкой, из коробочки удален воздух, несложный механизм соединяет крышку со стрелкой. Шкала градуирована в миллиметрах ртутного столба. Все колебания атмосферного давления, связанные с изменениями погоды, передаются на крышку.

Она или вдавливается, или, стараясь выпрямиться, отходит в прежнее положение, а стрелка показывает, какое атмосферное давление сейчас, при данной погоде.

Барометра у вас дома может и не быть, но термометр уж есть наверняка. В термометре в тоненьком канальце, в котором поднимается или опускается ртуть или подкрашенный спирт, воздух отсутствует. Иначе бы он мешал движению жидкости, заполняющей баллончик прибора.

Когда становится тепло и шарик термометра нагревается, ртуть или спирт расширяются, и столбик жидкости поднимается. При охлаждении он опускается.

Сейчас для уборки помещений большое распространение получил пылесос. Его мощный вентилятор создает сильное разрежение и высасывает воздух вместе с пылью из всего, где она находится.

Прежде чем приступить к опытам, в которых объектом наших исследований будет атмосферное давление и вакуум (правда, настоящего вакуума мы с вами в домашних условиях никогда не достигнем, поэтому более скромно будем говорить о разреженном пространстве), мы должны обзавестись кое-какими приборами и оборудованием.

Для опытов нам понадобятся: тонкостенный стакан, стеклянная пластинка (например, ненужный негатив размером 9x12 или просто кусочек стекла, чтобы накрыть стакан), несколько стеклянных банок разных размеров, маленький пузырек, две резиновые трубки — одна потолще, другая тоненькая, оболочка от воздушного шарика и воздушный насос. Насос придется сделать.

В дальнейшем вы сами увидите, что еще необходимо для опытов. Например, полиэтиленовая крышка, нитки, пластилин, пробки, пустой стержень от шариковой ручки и тому подобное.

Все перечисленное вы легко найдете, а вот с изготовлением насоса дело обстоит сложнее. Чтобы сделать хороший насос, надо приложить много старания. Зато с хорошим насосом можно будет проделать много интересных опытов.

Итак, начнем с изготовления насоса. Принцип работы насоса очень простой. Воздушный насос изобрел в XVII столетии магдебургский бургомистр Отто Герике. Он доказал на эффектном опыте могущество атмосферного давления. Составленный из двух медных половинок шар диаметром 37 сантиметров не могли разъединить несколько лошадей, после того как из этого шара был выкачан воздух. А когда все-таки полушария разъединились, раздался звук, похожий на выстрел.

Воздушный насос, который мы с вами будем делать, изображен на рисунке. Он должен иметь два клапана, которые, поочередно открываясь и закрываясь, помогают, когда мы действуем поршнем, удалять воздух из резервуара, к которому присоединен насос.