Юлий Вагнер - Наука для всех

© ООО «Издательство АСТ», 2019

Что может быть красивее яркого голубого неба, по которому плывут мелкие белые облачка? В теплый летний день так приятно лечь на спину на траву в тени дерева и смотреть в самую глубь ясного неба, так приятно следить за облаками и за бесконечным изменением их причудливого вида. Они то тают, расплываются, то снова растут. Они бегут, бегут без конца по голубому полю. Бегут все мимо и мимо… Куда? Откуда? Где они родились и куда исчезают?

Облака плывут туда, куда несет их ветер. Не было бы ветра, они стояли бы на месте, не двигались.

Но как это странно! – вокруг вас почти нет ветра; лишь кое-когда повеет вам в лицо душистым воздухом с поля да зашелестят листья на деревьях; а между тем облака бегут, не останавливаясь, и бегут довольно быстро. Это только издали кажется, что они плывут медленно, а попробуйте-ка обогнать их! Почему же это так: внизу нет ветра, а вверху есть ветер, и ветер довольно сильный. Он принес к нам откуда-то красивые облака, которыми мы теперь любуемся. Он принесет к нам потом, может быть, тучу с дождем, принесет и хорошую погоду. Откуда идет этот ветер и почему он не спустится вот сейчас сверху вниз, к нам на землю?

Подумаем, в самом деле, нельзя ли на эти вопросы ответить. Прежде всего, что такое ветер? Я думаю, что вы это знаете. Да! Ветер есть не что иное, как двигающийся воздух. Что же заставляет воздух двигаться? И что такое воздух?

Воздух – вот вещь, без которой вы не могли бы обойтись ни одной минуты! Нет ничего обыкновеннее воздуха. Он всюду: и вокруг нас, и в воде, и в земле, но все-таки вы очень мало знаете о нем. И это не удивительно, потому что даже ученые не более как двести лет тому назад узнали о том, из чего состоит воздух.

Вам, может быть, покажется удивительным даже то, что я назвал воздух вещью. Вы при этом, быть может, подумали о таких вещах, которые можно трогать, брать в руки, рассматривать, передвигать с места на место. И в самом деле, воздух, на первый взгляд, мало похож на то, что вы привыкли называть вещью. Например, он не похож на камень. Но ведь и вода очень отличается от камня: ее тоже не возьмешь прямо рукой, как камень; ее не положишь прямо на стол: она растечется и уйдет из ваших пальцев и со стола. Но вы знаете, что воду можно заморозить и получить из воды кусок льда. Тогда вода станет довольно похожей на камень: из жидкой воды получился твердый лед. Вы знаете также, что вода, высыхая или, как говорится, испаряясь, становится невидимой. Высыхающая вода улетает в воздух. Она смешивается с воздухом и становится похожей на воздух.

Значит, одна и та же вещь, вода, может быть не только твердой, то есть льдом, или жидкой, но может быть и похожей на воздух. Стало быть, и воздух нельзя считать чем-нибудь особенным. Кроме того, вы узнаете со временем, что и воздух можно так остудить, что он станет жидким, а жидкий воздух можно заморозить и превратить его в твердую вещь голубоватого цвета.

Все, что похоже на воздух, мы называем газами или газообразными веществами. Вода и воздух показывают нам, что газ может стать жидкостью, а жидкость может превратиться в твердое тело и наоборот. Но если бы и нельзя было воду превратить в газ, а воздух в жидкость, все же, подумав, вы найдете между ними много сходного. Если вы возьмете, скажем, стакан, опрокинете его вверх дном и, повернувши так, опустите его в воду, то вода в него не войдет. Не войдет она потому, что в стакане был воздух. Воздух не пускает туда воду. Если вы оставите этот стакан под водой, то он не будет стоять вверх дном: его выдавит водой вверх, и стакан упадет на бок. При этом вы увидите, как из стакана воздух выйдет большими пузырями кверху. На место воздуха в стакан вольется вода. Точно так же если вы нальете стакан водой доверху и попробуете прибавить туда еще воды, то лишняя вода польется через край стакана.

Воздух не пускает в стакан воду

Воздух выходит из стакана большими пузырями, а на его место вливается вода

Значит, как вода и как всякое другое тело или вещь, так и воздух, как говорится, занимает место. В стакан, полный воды, вы не можете налить еще воды или бросить какую-нибудь вещь без того, чтобы хоть часть воды не вылилась из стакана. Так и в стакан с воздухом нельзя ничего налить или положить без того, чтобы хоть часть воздуха оттуда не вышла.

Как всякий другой газ, так и воздух легко можно сжать.

Вы видели, конечно, как из сельтерской воды, когда откупоривают бутылку, выходит какой-то газ. Если бы собрать его, то им можно было бы наполнить еще такую же бутылку и даже более, а между тем в бутылке была еще сельтерская вода. Как же могло поместиться там, кроме воды, столько газа? Этот газ поместился там потому, что он был сжат. Он стремился уйти из бутылки и раньше, но пробка его не пускала; когда вы открыли пробку, – газ вышел. Что газ стремился выйти из бутылки, видно уже из того, что он давил на пробку. Если снять проволоку с пробки и слегка вытянуть пробку из бутылки, то пробка полезет дальше сама. Она выскочит из горлышка: ее выдавит оттуда газ.

Чем сильнее сжат газ, тем труднее сжимать его дальше, так как он сильнее давит. Но надо вам сказать, что он давит не только в одну сторону, но во все стороны сразу и при этом давит с одинаковой силой. В самом деле, как бы вы ни поворачивали бутылку с сельтерской водой, из которой лезет пробка: вверх ли, вниз ли горлышком или боком, пробка все равно выскочит. Газ будет давить и вверх, и вниз, и вбок.

Что сжатый воздух давит, можно доказать очень просто. Налейте бутылку наполовину водой. В пробку ее вставьте трубку с узеньким кончиком такой длины, чтобы нижний конец трубки, когда закупорена бутылка, опускался в воду. Закупорить бутылку надо плотнее, и если остаются щели, то надо залить пробку сургучом или воском. Возьмите теперь конец трубки в губы и попробуйте вдувать через него, насколько хватит сил, воздух в бутылку. Вы увидите по пузырькам воздуха, что воздух войдет в бутылку. Этот воздух будет сжат, потому что он поместился в том самом месте, где уже раньше был не сжатый воздух. Если теперь перестать в трубку дуть, то из нее будет бить фонтанчик воды. Он будет бить до тех пор, пока уровень воды в бутылке немного не понизится, то есть, иначе говоря, пока воздух, находящийся над водой, не расширится.