Занимательная физика. Книга 1

Прежде чем я успел дойти до дому, мои сомнения были разрешены. Ларчик открывался просто: наш собственный рот есть широкий резервуар, а вставленная в него трубка – сужение. Воздух, переходя изо рта в трубку пульверизатора, разрежается в ней и в таком разреженном состоянии выходит наружу. Сужение на конце трубки вовсе не необходимо для получения этого эффекта.

Как мы пьем?

Неужели и над этим можно задуматься? Конечно. Мы приставляем стакан или ложку с жидкостью ко рту и «втягиваем» в себя их содержимое. Вот это-то простое «втягивание» жидкости, к которому мы так привыкли, и надо объяснить. Почему, в самом деле, жидкость устремляется к нам в рот? Физическая причина такова: при питье мы расширением наших легких разрежаем воздух во рту; наружный воздух стремится уравновесить это уменьшение упругости; он проникает в наш рот и толкает перед собой жидкость. Здесь происходит то же самое, что произошло бы с жидкостью в сообщающихся сосудах, если бы мы стали разрежать воздух над одним из этих сосудов: жидкость давлением атмосферы перешла бы в этот сосуд.

Итак, не совсем неправ будет тот, кто вздумает утверждать, что мы пьем легкими: ведь расширение легких – главная причина того, что жидкость сама устремляется в наш рот.

Отсюда следует также, что если бы воздух не обладал упругостью, мы не могли бы пить; по крайней мере, приемы питья должны были бы быть совершенно иные.

Глава VIII Теплота

Когда Николаевская дорога длиннее – летом или зимой?

Один шутник на вопрос о длине Николаевской железной дороги ответил так:

– Летом 604 версты, а зимой – 603½.

Этот странный ответ вовсе не так нелеп, как может показаться с первого взгляда. Если под длиной железной дороги разуметь длину сплошного рельсового пути, то, действительно, он у Николаевской дороги летом на ½ версты длиннее, нежели зимой. Происходит это – как читатель, вероятно, уже догадался, – вследствие расширения тел при нагревании. Коэффициент расширения железа равен 0,000015; это значит, что каждая сажень железного бруса удлиняется на 0,000015 сажени при нагревании на 1° (Реомюра). В знойные дни температура часто доходит до 30°C, в морозы она нередко понижается до – 25°. Это дает разницу в 55°. Умножьте теперь длину рельсового пути, 609 верст, на 0,000015 и на 55 – вы получите почти ровно полверсты:

609×0,000015×55=0,502425.

Разумеется, длина дороги при этом не меняется, изменяется лишь сумма длин всех рельсов. Читатель заметил, вероятно, что рельсы железнодорожного пути не примыкают одна к другой вплотную: между стыками двух соседних рельсов нарочно оставляются так называемые зазоры, чтобы дать рельсам возможность свободно удлиняться при повышении температуры. Наше вычисление показывает, что зимой общая сумма длин всех рельсов уменьшается за счет длины этих пустых промежутков; убыль эта в морозы достигает ½ версты, по сравнению с величиной её в знойные летние дни. Другими словами, железная часть дороги действительно зимой на полверсты короче, нежели летом.

Безнаказанная кража телефонной проволоки

Нам часто приходится слышать о краже телефонной проволоки на междугородных линиях, и полиция ведет против этих воров жестокую кампанию. Однако на линии Петербург-Москва каждый год пропадает около полуверсты телефонной проволоки, – и полиция не предпринимает против виновника кражи ровно никаких мер, хотя хорошо знает, кто он такой.

Впрочем, теперь и вы, читатель, знаете его: этот вор – мороз. Все, что мы выше говорили о рельсах, в той же мере применимо к телефонным и телеграфным проводам. Но здесь уже нет никаких пустых промежутков, – и потому мы без всяких оговорок можем утверждать, что телефонная линия Петербург-Москва зимой на полверсты короче, нежели летом! Мороз безнаказанно каждую зиму похищает полверсты телефонной проволоки, – не внося, впрочем, никакого расстройства в работу телефона.

Теплое тяжелее!

При помощи чрезвычайно простого приспособления можно сделать наглядным и видимым удлинение металлического, даже очень короткого, прута при нагревании. Возьмите прямой прут (например, от оконной шторы) и проткните им пробку, как показано на рис. 76. В пробку воткните две булавки: у вас получится как бы коромысло весов, если вы поместите прут так, чтобы булавки остриями опирались на донышко рюмки. Для уравновешения этого коромысла наденьте на концы его по пробке и втыкайте в них булавки до тех пор, пока прут не расположится горизонтально; само собою разумеется, что сначала вы должны пробовать хотя бы приблизительно уравновесить его соответствующим перемещением средней пробки, – иначе вам придется, пожалуй, воткнуть в концевые пробки чересчур много булавок.

Рис. 76. Нагретая половина перетягивает холодную.