ЗАНИМАТЕЛЬНОЕ В АТМОСФЕРЕ

„Судить о воздухе по впечатлениям с земли то же самое, что судить об океане, плавая по его поверхности”.

Д. И. Менделеев

ВОЗДУХ И ПУСТОТА

Что нужнее всего для жизни человека на Земле?

В разнообразных условиях человеческой жизни мы інаем случаи, когда люди живут и на воде и под землей, інаем примеры, когда целые народы большую часть года овершенно лишены солнечного света и тепла, проживая о мраке и стуже… И люди приспосабливаются даже такой обстановке.

Но как жить без воздуха? Можно ли приспособиться такой жизни надолго или навсегда? Когда-нибудь — озможно — под влиянием необходимости человечество одойдет и к этому. Но сейчас, как и на протяжении шогих минувших тысячелетий и сотен веков, жизни без юздуха нет, не было и быть не может. Воздух необхо — іим, как… воздух: не даром сложилась такая поговорка їля выражения крайней необходимости.

Однако, знаем ли мы о воздухе столько, сколько сле­довало бы знать в соответствии с его исключительно важ-

ной ролью? Нет, мы знаем о воздухе сравнительно не­много, а о всей земной атмосфере — и того меньше. Почему? Потому, что познание этой стихии, в соответ­ствии с развитием естественных наук, началось всего лишь с конца XVIII столетия, а практическое исполь­зование атмосферы техникой — только с начала XX века.

Правда, древне-греческая наука еще за несколько веков до начала нашей эры признавала, что атмосфер­ный воздух является основным элементом жизни на Земле, из которого путем сжатия образуются огонь, вода и земля (философы Анаксимен и Анаксимандр). А два других ученых грека несколько позднее (в V столетии до н. э.) даже на опыте доказали, и очень просто, что воздух не является пустотой, как это кажется-

Проделайте эти простые опыты сами. Если в глухую трубку вжимать плотно пригнанный к ней поршенек, то по мере давления рука будет чувствовать все большую упругость, — значит, внутри что-то есть (опыт Анакса­гора). Опустите под воду стакан или бутылку, аккуратно опрокинутые дном вверх; в ваши „пустые" сосуды вода не проникнет вовсе или попадет в очень небольшом количестве: значит, „пустота" лишь кажущаяся, вну­треннее пространство чем-то занято (опыт Эмпедокла).

Но это „что-то", уже ясно нащупанное, после того не изучалось очень долго. Наука того времени была слишком схоластична, умозрительна и далека от опытных методов, а тот опыт, который проделывался, преследовал оккульт­ные цели (сокровенные замыслы в алхимии и в — других подобных науках). Теперь кажется совершенно невероят­ным, что хитроумные греки нашли достойных преемников в своих опытах с воздухом лишь через две тысячи лет! Около двух тысяч раз человечество наблюдало на земле правильные чередования времен года. Ученые люди

проникновенно постигали тайны хождения по небу Луны и Солнца, планет и бесчисленных отдаленнейших звезд. Но в познании воздуха, который в нашей жизни запол­няет и объемлет решительно все, который буквально пи­тает нашу кровь, — две тысячи лет не принесли ничего нового. И только гений Галилея, не побрезговавшего заняться и воздухом, на ряду с величайшими открытиями в механике, вписал в этом вопросе нечто новое. Если воздух отличен от пустоты, он имеет свой вес; значит, для первого познания, его надо хоть просто взвесить. Галилей и взвесил: сперва пустую бутыль на холоду, а ютом ту же бутыль после сильного нагревания, когда засть воздуха от расширения вышла (это было в начале KVII столетия). Как Галилей и ожидал, в весах полу — шлась разница: она-то и определила собой вес воздуха хотя, конечно, не точно).

Еще нагляднее разделил понятия о воздухе и о пустоте ученик Галилея и его преемник по академии во Фло — эенции,— знаменитый Торичелли. То пространство, соторое получается в стеклянной барометрической трубке зад столбом ртути высотой в 760 мм, не содержит юздуха (Торичеллиева пустота — см. рис. 1). Значит, воздух, заполняющий у земли все и заби- тющийся в малейшие поры, все же отделим от про — :транства.

Блестяще демонстрировал несколько позднее опыт ; воздухом „германский Галилей"—ученый Отто Г е — э и к е, бывший в течение 35 лет бессменным бургомистром $ г. Магдебурге. Сделав два медных полушария диаме — •ром около 40 сантиметров, — в точности одинаковых,— эн сомкнул их отверстиями, проложив по кромке кожаное «ольцо, пропитанное раствором и не пропускающее воздуха. Л когда из полученного шара весь внутренний воздух уда­
лялся через кран, с помощью изобретенного Г ерике воз­душного насоса, то оба полушария оказы­вались так прилипшими одно к другому, что шестнадцать лошадей, впряженных по восьми с каждой стороны, могли отодрать их одно от другого лишь при долгих ста раниях усердных погонщиков! При этом раздавался громовой звук, подобный вы­стрелу. А при открывании крана, когдг воздух спокойно впускался внутрь безвоз­душного шара, его половинки распадались при малейшем усилии.„М агдебургскиь полушария" (опыт относится к 1654 г. см. рис. 2) доказали не только разниц) между пространством воздушным и без воздушным, но и всю мощь атмосферы которая своим весом (давлением) извш препятствовала разъединению двух ничеь. не скрепленных тел.

Так только в середине XVII века бьілі познаны основные свойства воздуха — еп вес и давление. Но прошло еще больші ста лет, пока люди стали разбираться в об щих свойствах газообразных тел,[1] и лиш в конце XVIII века, с появлением воз душных шаров бр. Монгольфье и физик Шарля, было положено начало знакомств с атмосферой в целом.

„Мы живем на дне воздушного океана", — так выра­зился впервые Торичелли, желая подчеркнуть разницу между атмосферой и водной стихией. В морях и иных водоемах мы оперируем обычно на поверхности, а в отношении к атмосфере наша жизнь проходит в самом низу ее, на дне. Лишь отделяясь от этого дна, пускаясь в странствования по воздушным волнам, мы знакомимся с различными слоями атмо­сферы. Однако, мы всегда очень далеки от того, чтобы всплыть на ее поверхность (поскольку о таковой вообще может быть речь).

Вот почему не надо забывать, что масса воздуха, висящая над нашими головами, всегда давит на нас, как и на все, находящееся на поверхности Земли. И это давление вовсе не такое маленькое, как может казаться. Тот же Торичелли непосредственно доказал, что для уравновешивания обычного давления атмосферы нужен столб ртути высотой в 760 мм или столб воды высотой около 10,5 м (воды больше во столько раз, во сколько раз ртуть тяжелее воды, т. е. в 13,6). Значит, на пло­щадь в 1 кв. м давление атмосферы составляет около ЮУг тонн (таков вес 101 /2 куб. м воды или 0,76 куб. м ртути); на каждую площадку в 1 кв. см давление будет несколько больше 1 кг.

Читатели, никогда не задумывавшиеся над этим явле­нием, могут спросить: неужели же действительно каждый окружающий нас предмет выдерживает на себе от воз­духа такую громадную нагрузку? Значит, например, на сидение стула всегда давит около 1 ‘/г тонн, на обе­денную тарелку 400 кг, а на тело лежащего человека около 5 тонн? И может ли быть, чтобы подобную тя-

жесть выносили хрупкие предметы и сами люди? Как же воздушная масса не сминает в лепешку все картонки, коробки, даже крыши наших домов, которые часто ру­шатся от снега толщиной всего в 1 метр?

Эти кажущиеся несообразности имеют простое объяс­нение. По законам физики, атмосфера, как и всякая иная жидкая или газообразная среда, давит со всех сторон одинаково (на рав­ных глубинах от своей поверхности или — проще — на равных высотах над дном). На сидение стула, на оконное стекло, на крыши или стены домов — атмосферное давление не может ока­зывать действия только с одной сто­роны, а давление с другой стороны всегда уравновешивает первое. При этом воздух проникает во все щели и поры и создает в полых телах вну­треннее давление, равное наружному (например, внутри нашего собственного тела, как и в организмах животных).

И только в силу этих причин все, что окружает нас на дне воздушного оке­ана, не ощущает на себе его громад­ной тяжести.

Но стоит уничтожить или даже уменьшить давле­ние внутри полого тела, как это было, например, в магде — бургских полушариях (или увеличить как-либо давление извне, не изменяя его внутри),—и равновесие нарушается — Это проявляется сразу. Так, воздушная масса сплющи­вает глухую тонкостенную коробочку, если из нее выка­чать часть воздуха, создав внутри разрежение. Так под давдением атмосферы поднимается жидкость вверх по

и

вертикальной трубке пульверизатора, над которой вы уменьшили давление, пуская горизонтальную струю воз­духа. А человек, поднимающийся на воздушном судне, будет испытывать на некоторой высоте известные физи­ческие недомогания, так как при прежнем давлении внутри его тела давление снаружи будет уменьшенное: в резуль­тате нарушения равновесия кровь может выступить из сосудов через нос, уши даже через горло (этому есть, однако, и другие причины).