Занимательная физика 5 - Потехе Час

Кому приходилось иметь дело с керосиновой лампой, тот, вероятно, знаком с досадными неожиданностями, обусловленными одной особенностью керосина. Вы наполняете резервуар, вытираете его снаружи досуха, а через час находите его снова мокрым.

Дело в том, что вы недостаточно плотно завинтили горелку и керосин, стремясь растечься по стеклу, выполз на наружную поверхность резервуара.

Если желаете оградить себя от подобных «сюрпризов», вы должны возможно плотнее завинчивать горелку.

Эта ползучесть керосина весьма неприятным образом ощущается на судах, машины которых потребляют керосин (или нефть). На подобных судах, если не приняты меры, положительно невозможно перевозить никакие товары, кроме тех же керосина или нефти, потому что жидкости эти, выползая из баков через незаметные скважины, растекаются не только по металлической поверхности самих баков, но проникают решительно всюду, даже в одежду пассажиров, сообщая всем предметам свой неистребимый запах.

Если вас спросят, какова высота Эйфелевой башни, то, прежде чем ответить: «300 метров», вы, вероятно, осведомитесь:

Ведь высота столь огромного стального сооружения не может быть одинакова при всякой температуре.

Мы знаем, что стальной стержень длиной 300 м удлиняется на 3 мм при нагревании его на 1°С. Приблизительно на столько же должна возрастать и высота Эйфелевой башни при повышении температуры па 1°С.

В теплую солнечную погоду стальной материал башни может нагреться в Пари­же до +40°С, между тем как в холодный, дождливый день температура его падает до +10°С, а зимой до 0°С и даже до —10°С (большие морозы в Париже редки).

Как видим, колебания температуры доходят до 40°С и более. Значит, высота Эйфелевой башни может колебаться на 3x40 = 120 мм или на 12 см.

Прямые измерения обнаружили даже, что Эйфелева башня еще чувствительнее к колебаниям температуры, нежели воздух: она нагревается и охлаждается быстрее и раньше реагирует на внезапное появление солнца в облачный день.

Желая нагреть воду, мы помещаем сосуд с водой над пламенем, а не сбоку от него. И поступаем вполне правильно, так как воздух, нагреваемый пламенем, становится более легким, вытесняется со всех сторон кверху и обтекает наш сосуд. Следовательно, помещая нагреваемое тело над пламенем, мы используем теплоту источника самым выгодным образом.

Но как поступить, если мы хотим, напротив, охладить какое-либо тело с помощью льда?

Многие, по привычке, помещают тело над льдом,— ставят, например, кувшин молока поверх льда.

Это нецелесообразно: ведь воздух над льдом, охладившись, опускается вниз и заменяется окружающим теплым воздухом.

Отсюда практический вывод: если хотите остудить напиток или кушанье, помещайте его не на лед, а под лед.

Поясним подробнее. Если поставить сосуд с водой на лед, то охладится лишь самый нижний слой жидкости, остальная же часть будет окружена неохлажденным воздухом.

Часто дует от окна, которое закрыто совершенно плотно и не имеет ни малейшей щели. Это кажется странным.

Между тем здесь нет ничего удивительного. Воздух комнаты почти никогда не находится в покое, в нем существуют невидимые для глаза течения, порождаемые нагреванием и охлаждением воздуха.

От нагревания воздух разрежается и, следовательно, становится легче, от охлаждения, напротив, уплотняется, становится тяжелее. Легкий нагретый воздух от батареи центрального отопления или теплой печи вытесняется холодным воздухом вверх, к потолку, а воздух охлажденный, тяжелый, возле окон или холодных стен, стекает вниз, к полу.

Эти течения в комнате легко обнаружить с помощью детского воздушного шара, если подвязать к нему небольшой груз, чтобы шар не упирался в потолок, а свободно парил в воздухе.

Выпущенный близ натопленной печки, такой шар путешествует по комнате, увлекаемый невидимыми воздушными течениями, от печки под потолком к окну, там опускается к полу и возвращается к печке, чтобы вновь путешествовать по комнате.