Занимательная физика. Книга 2

Рис. 68. Термоскоп Герона.

Египетские чудеса

Вот еще два любопытных прибора, описываемые Героном. Их действие основано также на расширении воздуха от нагревания. На рис. 69 вы видите пустотелый металлический жертвенник, а под ним – скрытый в подземелье храма механизм, приводящий в движение двери. Когда на жертвеннике разводят огонь, воздух внутри жертвенника, расширяясь от нагревания, давит на воду в котле, скрытом под полом; из котла вода переходит по трубке в соседний сосуд и приводит здесь в действие механизм, вращающий двери. Изумленные зрители, ничего не подозревающие о скрытой под полом установке, видят перед собой чудо: как только на жертвеннике запылает огонь, двери храма растворяются словно сами собою…

Рис. 69. «Чудо» египетских жрецов: двери храма сами растворяются, едва на жертвеннике запылает пламя. Разгадка «чуда» кроется под полом храма.

Рис. 70. Стоит зажечь жертвенный огонь – и фигурки жрецов сами будут непрерывно подливать масло из резервуара, скрытого под жертвенником.

Другое мнимое чудо египетских жрецов изображено на рис. 70. Когда на жертвеннике запылает пламя, воздух выдавит масло из нижнего резервуара в трубки, скрытые внутри фигур жрецов; и тогда масло чудесным образом само подливается в огонь… Но стоит жрецу, заведующему этим жертвенником, незаметно вынуть пробку из крышки резервуара, чтобы прекратить излияние масла (потому что избыток воздуха будет выходить через отверстие): это практиковалось, вероятно, тогда, когда приношение молящихся было, на взгляд жреца, слишком мизерно.

Часы, которые не надо заводить

Такого рода часы были изобретены несколько лет тому назад и представляют собою чрезвычайно любопытный механизм. С первого взгляда кажется, что видишь пред собой удачную попытку создать пресловутый «вечный двигатель», над которым тщетно ломали себе голову многие поколения неудачников-изобретателей. Однако описываемые часы имеют с «вечными двигателями» только внешнее сходство. Они не творят энергии «из ничего», а имеют внешний источник силы, – правда, довольно своеобразный.

Механизм самозаводящихся часов изображен на рис. 71. Главная часть его – стержни Z₁ и Z₂, сделанные из металла с большим коэффициентом расширения. Стержень Z₁ упирается в зубцы колеса X, так что при удлинении этого стержня от нагревания зубчатое колесо немного поворачивается. Стержень Z₂ зацепляет за зубцы колеса Y при укорочении от холода и поворачивает его в том же направлении. Оба колеса насажены на вал W₁, при вращении которого вращается большое колесо с черпаками. Черпаки захватывает ртуть, налитую в нижний желоб; отсюда ртуть течет по желобу вниз к левому колесу, также снабженному черпаками; наполняя последние, ртуть заставляет это колесо вращаться; при этом приходит в движение цепь КК, охватывающая колёса К₁ (на общем вале W₂ с большим колесом) и К₂; последнее колесо закручивает заводную пружину часов. Что же делается с ртутью, вылившеюся из черпаков левого колеса? Она стекает по наклонному желобу R₁, снова к правому колесу, чтобы отсюда опять начать свое перемещение.

Рис. 71. Механизм часов, которые заводятся сами собой.

Механизм, как видим, должен двигаться сам собой, не останавливаясь, до тех пор, пока будут удлиняться или укорачиваться стержни Z₁ и Z₂. Следовательно, для того, чтобы часы заводились, необходимо только, чтобы температура воздуха попеременно то повышалась, то понижалась. Но это именно и происходит само собой, не требуя забот с нашей стороны: всякая перемена в температуре окружающего воздуха вызывает удлинение или укорочение стержней, вследствие чего все время медленно закручивается пружина часов.

Можно ли назвать эти часы «вечным двигателем» в том смысле, как это обыкновенно понимают? Конечно, нет. Правда, часы будут идти неопределенно долго, пока не износится их механизм, – но источником их энергии служит теплота окружающего воздуха; работа теплового расширения накопляется этими часами по маленьким порциям, чтобы непрерывно расходовать ее на движение часовых стрелок. Это не вечный, – а «даровой» двигатель, так как не требует забот и расходов на поддержание свой работы. Первоисточником его энергии является, конечно, теплота Солнца, согревающего Землю.

Физика на балу

Когда дамы на балу обмахиваются веерами, им, конечно, становится прохладнее. Казалось бы, что занятие это вполне невинное и что кавалеры могут быть только признательны дамам за охлаждение воздуха в зале.