Жидкости

Посмотрите внимательно, как водомерка «ходит» по воде, и вы заметите, что та отталкивает ножки насекомого. Причина в том, что поверхностное натяжение между водой и ножками насекомого порождает силу отталкивания, которая противодействует тяготению. Некоторые виды взаимодействия жидкости и твердого тела имеют противоположный результат: они порождают силу молекулярного притяжения. Это относится, в частности, к воде и стеклу. Если взять в руку стакан с водой, можно увидеть, что ее край у границы со стеклом слегка приподнимается. Он называется мениском, и это тоже результат действия силы поверхностного натяжения.

Растения освоили этот фокус. Они втягивают воду наверх вопреки силе тяготения, из земли в свои тела, при помощи системы крохотных трубочек, которые проходят сквозь их корни, стебли и листья. Когда они становятся микроскопическими, отношение площади внутренней поверхности к объему жидкости увеличивается и описанный эффект усиливается. Потому-то производители продают тряпки для мытья окон из «микрофибры», в которой есть микроканалы, аналогичные микроканалам растений. Они всасывают воду, позволяя тряпке очищать стекло эффективнее. Мы можем вытирать пролитую жидкость с помощью кухонных салфеток благодаря тому же механизму. Всё это примеры капиллярного всасывания (капиллярного поднятия), того самого, что возникает под действием силы поверхностного натяжения и позволяет маслу взбираться вверх по веревке — точнее, по фитилю.

Без капиллярного поднятия свечи не могли бы гореть. Когда вы поджигаете фитилек, жар огня расплавляет вещество вокруг и создает лужицу расплавленного воска. Он поднимается по фитильку через микроканалы к пламени. Так он питает пламя новыми порциями жидкого воска, который и сгорает. Если подобрать для фитиля подходящий материал, пламя будет достаточно горячим, чтобы поддерживать существование лужицы жидкого воска и обеспечивать постоянный приток топлива. Эта обманчиво сложная система саморегулирующаяся и требует так мало внимания и вмешательства, что мы давно уже не воспринимаем свечи как техническое устройство, хотя, строго говоря, именно таковыми они и являются.

Тысячи лет по всему земному шару капиллярное поднятие было главным механизмом внутреннего освещения — и в свечах, и в масляных лампах. Без этих двух устройств мир по ночам погружался в темноту и мрак. Вполне ожидаемо, что лампы были популярны там, где в изобилии имеется какое-либо масло, а свечи — там, где проще было достать воск или животный жир. Однако, несмотря на хитрое устройство, у свечей и масляных ламп были свои недостатки: помимо их пожароопасности, еще и сажа, малая яркость пламени, запах и цена. Поэтому всегда находились люди, которые занимались поиском лучших, более дешевых и безопасных способов внутреннего освещения. Открытие Мухаммадом ар-Рази керосина в IX в. могло бы стать решением проблемы, если бы кто-нибудь до этого додумался.

Предполетный инструктаж по безопасности на борту авиалайнера был в разгаре, и теперь бортпроводники тоже игнорировали значение керосина. До сих пор его ни разу не упомянули, хотя в тот самый момент эту замечательную штуку впрыскивали в реактивные двигатели под крыльями лайнера, чтобы они вывели его на взлетную полосу. А бортпроводники говорили о том, что делать в случае «разгерметизации салона». Я, как англичанин, могу по достоинству оценить, мягко говоря, сдержанность этой фразы. Звучит не особенно впечатляюще, и кажется, что тут нет ничего страшного; на самом же деле, если во время крейсерского полета на большой высоте в обшивке салона внезапно появится дырка или трещина, из него будет быстро высосан воздух вместе со всеми, кто окажется в этот момент не пристегнут к креслу. После этого кислорода в воздухе останется недостаточно для нормального дыхания — отсюда маски, автоматически падающие с потолка. Самолет при этом должен немедленно начать крутой спуск на меньшие высоты, где кислорода в воздухе больше. И тогда каждый, кто доживет до этого момента, бесспорно, будет уже в безопасности.