Юлий Вагнер - Наука для всех

Итак, воздух, как и всякая другая вещь, имеет вес. Раньше люди думали, что могут быть вещи без всякого веса, вещи невесомые. Про воздух тоже думали, что он невесом, то есть что он не имеет никакого веса. Теперь мы знаем, что таких вещей нет. Не только воздух, но даже более легкие газы можно взвесить. Но дело в том, что взвесить воздух совсем не так просто. Для этого надо взвесить сначала какой-нибудь стеклянный или металлический шар с воздухом, потом каким- нибудь способом высосать из него весь воздух. Надо запереть шар так, чтобы воздух не вошел в него снова, и еще раз взвесить его без воздуха. Мы будем тогда знать вес шара с воздухом и без воздуха. Мы можем тогда узнать, сколько весит сам воздух, бывший в шаре. Однако, высосать весь воздух из шара, хотя бы и особыми приборами, очень трудно: чем меньше остается в шаре воздуха, тем труднее его высасывать. Хотя таким способом люди и узнали, что и воздух имеет вес, но точный вес его они нашли не сразу.

Оказалось, что воздух примерно в 770 раз легче воды. Значит, большая сорокаведерная бочка воздуха весит столько же, сколько одна бутылка воды. Не думайте, однако, что если воздух так легок, то и давление его невелико. Давление его очень сильно. На каждый квадратный вершок (площадка по величине такая же, как широкая сторона спичечной коробки, 19,69 см 2) земли он давит с силой в 50 фунтов (0,41 кг). С такой же силой воздух давит на каждый квадратный вершок нашего тела. Если рассчитать поэтому, с какой силой воздух давит на все тело взрослого человека, то получится вес в 900 слишком пудов (1 пуд равен 16,4 кг).

Вот как сильно давит на нас обыкновенный воздух, и мы все-таки не замечаем его тяжести!

Почему же воздух давит так сильно? А просто потому, что слой воздуха, лежащий над нами, очень толст. Этот слой идет на многие версты (верста – 1066,8 м) и даже десятки верст кверху. Нет такой высокой горы, которая бы поднималась своею вершиной выше воздуха.

Вышележащий воздух давит на нижележащий. На тот воздух, который находится возле земли, давит весь воздушный слой.

Вы знаете, что давлением можно сжать воздух; поэтому воздух возле земли очень сжат.

Чем дальше кверху, тем воздух будет менее сжат, потому что на нем будет лежать меньший слой воздуха. Чем больше сжимать воздух, тем сильнее становится его давление. Значит, возле земли давление воздуха больше, чем в вышине. Чем дальше кверху, тем давление воздуха слабее.

Посмотрим теперь, как нашли люди силу давления воздуха. Определить ее, оказывается, гораздо легче, чем взвесить воздух. Вспомним, как мы переворачивали стакан с водой, покрытый куском картона. Вы теперь знаете, что покрышку стакана держало давление воздуха; это давление было больше веса воды. Предположим, что вместо стакана у нас будет длинная трубка диаметром 1 см, открытая только с одного конца. Трубку можно взять какой угодно длины. Чем длиннее она, тем длиннее столб воды, находящейся в трубке, тем сильнее, стало быть, вода должна давить на картонную покрышку, когда трубка перевернута. Если брать все более и более длинную трубку, то давление воды пересилит, наконец, давление воздуха, и картонка отпадет. Чтобы узнать силу давления этой воды на картонку, стоит только взвесить воду, которая находилась в трубке. Оказалось, что надо взять для этого трубку длиной почти в пять сажен (1 сажень = 2,13 м). Такая трубка была бы не ниже трехэтажного дома. Понятно, что с такой длинной трубкой очень трудно обращаться, но к счастью есть много других жидкостей, которые тяжелее воды. И вот вместо воды люди взяли очень тяжелую жидкость, ртуть, и устроили важный прибор для узнавания тяжести или давления воздуха. Так этот прибор и назвали барометром, что по-русски значит «измеритель тяжести».

Определение давления воздуха

Я уверен, что вы видели ртуть в градусниках. Это – красивая серебристая жидкость. Немцы называют ее жидким серебром. Она очень ядовита. С ней надо обращаться осторожно, и стоит она довольно дорого. Стакан ртути более чем в тринадцать раз тяжелее такого же стакана воды. Поэтому и трубку для измерения давления воздуха надо взять в тринадцать с лишком раз короче, то есть немногим длиннее аршина (1 аршин равен 0,71 м).

Как же устроен барометр? Взгляните на рисунок. Главная часть барометра состоит из стеклянной трубки, которая приделана к деревянной подставке. Эта трубка запаяна у верхнего своего конца, а нижний конец загнут тоже кверху и расширяется в чашечку. Длина трубки больше аршина.