Юлий Вагнер - Наука для всех

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.

Из этого вы видите, что сжатый воздух старается снова расшириться. Поэтому он и давит на все, что мешает ему расширяться. Все это понятно… Но вот что может показаться вам странным: не только сжатый воздух, но и тот воздух, который находится вокруг нас, давит на все, что он окружает! Почему же, спросите вы, мы не чувствуем давления воздуха? Действительно, на первый взгляд это кажется странным, но если присмотреться к делу поближе, то это странное сделается понятным. Воздух давил таким же образом и тогда, когда нас не было еще на свете; он давил постоянно; под этим давлением люди рождались и росли; давление воздуха не прекращалось и не прекращается никогда ни на минуту; мы к нему так привыкли, что оно для нас и всего живущего на земле сделалось так же необходимым, как дыхание и еда. Когда мы долго не едим, мы чувствуем голод. Когда давление воздуха становится сильнее или слабее, чем оно обычно бывает, мы тоже начинаем чувствовать себя нехорошо. Если бы это давление каким- нибудь чудом сразу прекратилось, то все живущее на земле погибло бы.

Как узнать, что воздух давит на все, что он окружает? Чтобы увериться в этом, поступим так: нальем стакан до краев водой и прикроем его кусочком картона или игральной картой. Постараемся, чтобы в стакане не осталось ни капельки воздуха. Потом, придерживая покрышку пальцем, перевернем стакан вверх дном. Теперь вы можете отнять от покрышки палец и, может быть, очень удивитесь тому, что покрышка не упадет и вода не выльется из стакана. Не правда ли, это очень странно? Подумаем, однако, почему вода не выливается из стакана.

Воздух давит на картон и не дает воде вылиться

Как я говорил, воздух давит на все, что он окружает. Он давит одинаково во все стороны – и вниз и вверх. Стало быть, он давит и на стакан с водой и на его покрышку. Пока вы держите стакан вверх дном, на покрышку его снизу давит воздух, а сверху – вода. Понятно, чем больше в стакане воды, тем сильнее она должна давить. Если вам на руку положат камень, то вы почувствуете тяжесть его. Эта тяжесть и есть давление камня на вашу руку. Если камень весит 200 граммов, то значит и его давление пропорционально 200 граммам. Если вода в стакане весила 100 граммов, то и давить на покрышку стакана она будет с силой, пропорциональной массе 100 граммов. Покрышка стакана, однако, не отпадает, и вода не выливается: значит, воздух давит на нее снизу сильнее и прижимает ее к краям стакана.