Занимательная физика. Книга 1

Вот один из них. Возьмите термометр, – говорил он, – заметьте, сколько градусов он показывает, и закутайте его хорошенько в самую теплую шубу. Через несколько часов выньте термометр: вы убедитесь, что он не нагрелся даже и на ¼ градуса! Сколько показывал он раньше, столько показывает и теперь. Ясно, что шубы нисколько не греют, и что общая уверенность в спасительное действие их – просто предрассудок. Правда, в шубе мы чувствуем себя теплее – но это лишь обман чувств, и опыт с термометром – который, конечно, никакому обману чувств поддаться не может, – воочию убеждает нас, насколько мы заблуждаемся…

Мало того, – продолжал разоблачитель, – шубы не только не греют, они даже прямо холодят! В этом также легко убедиться опытом. Возьмите два пузыря со льдом; один закутайте в шубу, другой просто оставьте в комнате. Когда лед в этом пузыре растает, разверните шубу: вы увидите, что здесь он почти еще и не начинал таять. Ясно, что шуба не только не согрела льда, но даже все время холодила его, мешая ему таять.

Рядом подобных, казалось бы, неопровержимых доказательству этот господин доказывал полную несостоятельность всеобщей веры в шубы.

Что можно возразить ему на это, чем опровергнуть его доказательства?

Да ничем. Он прав: шубы действительно не греют, – если под словом «греть» разуметь сообщение теплоты. Лампа греет, печка греет, человеческое тело греет, – но шуба, в этом смысле слова, нисколько не греет. Она только мешает теплоте нашего тела уходить из него. Вот почему всякое живое существо, тело которого само является источником тепла, будет себя чувствовать в шубе теплее, чем без неё. Но термометр собственного тепла не выделяет, – и его температура не изменится оттого, что мы закутаем его в шубу. Лед, закутанный в шубу, дольше сохраняет свою низкую температуру, так как шуба замедляет доступ к нему внешнего тепла.

Итак, на вопрос, греет ли нас шуба, надо ответить, что шуба только помогает нам самим греть себя. Правильнее поэтому говорить, что мы греем шубы, а не они греют нас.

Какое время года у нас под ногами?

Когда на поверхности земли лето, то какое время года в земле, на глубине, например, пяти аршин?

Вы думаете, что и там лето? Ничуть не бывало! Времена года на поверхности земли и в почве вовсе не идут параллельно, как мы привыкли думать. Почва – чрезвычайно дурной проводник теплоты; поэтому все колебания температуры, происходящие на поверхности земли, распространяются вглубь почвы очень медленно и достигают разных слоев её с большим опозданием. Непосредственные измерения в Павловске (Петербургской губернии) показали, что на глубину трех метров (4¼ аршин) годичный максимум температуры приходит с опозданием в 76 дней, а годичный минимум – с опозданием в 108 дней. Это значит, что если самый жаркий день у нас был, скажем, 25 июля, то на глубине 4¼ аршин он наступит лишь 1 сентября; если самый холодный день был 15 января, то на глубине 4¼ аршин он наступит 3 мая! Для еще более глубоких слоев почвы запоздания будут еще значительнее, – но надо иметь в виду, что с углублением в почву температурные колебания все ослабляются, а на известной глубине затухают совершенно: здесь всегда царит одна и та же постоянная температура.

Итак, в том слое почвы, который мы попираем ногами, никогда не бывает то же самое время года, какое стоит на его поверхности. Когда у нас зима, на глубине 5 аршин еще осень, а когда у нас лето, – туда достигают отголоски наших зимних морозов.

Это важное обстоятельство необходимо иметь в виду всякий раз, когда заходит речь об условиях жизни подземных животных (например, личинки майского жука) и подземных частей растений. Ботаники часто забывают об этом и удивляются, например, тому, что камбий[24] в корнях наших деревьев деятелен именно в холодную половину года и замирает почти на весь теплый сезон, – как раз наоборот, чем в стволе. Читатель понимает теперь, что это не так уж загадочно, как представляется с первого взгляда.

Как сварить яйцо в бумаге?

Секрет сразу разгадывается, если вы взглянете на рис. 80: яйцо варят в воде, налитой в бумажный колпак. Но ведь бумага загорится, и вода зальет лампу! Нисколько. Попробуйте сделать опыт, и вы убедитесь, что бумага нисколько не пострадает от огня. Причина кроется в том, что вода поглощает всю теплоту бумаги и не дает ей нагреться настолько, чтобы она могла загореться.

Рис. 80. Варка яйца на лампе.

Мало того: вы не только можете довести воду в бумажном колпаке до кипения, но даже расплавить металл в такой непрочной бумажной посуде. Наш рис. 81 изображает плавление свинцовой пломбы в коробочке, сделанной из игральной карты. Весь секрет этого искусства в том, чтобы нагревать именно те места бумаги, которые непосредственно соприкасаются со свинцом: металл быстро отнимает от бумаги тепло, не давая ей сильно нагреться. Опыт кажется невероятным: с одной стороны пламя, с другой – расплавленный металл, а бумага даже не обугливается!