Рис. Как собрать всю воду на тарелке под стакан, опрокинутый вверх дном.
Положите монету на большую плоскую тарелку, налейте столько воды,
чтобы она покрыла монету, и предложите гостям взять ее прямо руками, не
замочив пальцев.
Эта, казалось бы, невозможная задача довольно просто решается с
помощью стакана и горящей бумажки. Зажгите бумажку, положите ее горящей
внутрь стакана и быстро поставьте стакан на тарелку близ монеты, дном
вверх. Бумажка погаснет, стакан наполнится белым дымом, а затем под ним
сама собой соберется вся вода с тарелки. Монета же, конечно, останется
на месте, и через минуту, когда она обсохнет, вы сможете взять ее, не
замочив пальцев.
Умеете ли
вы выдувать мыльные пузыри? Это не так просто, как кажется. И мне
казалось, что здесь никакой сноровки не нужно, пока я не убедился на
деле, что уменье выдувать большие и красивые пузыри – своего рода
искусство, требующее упражнения. Но стоит ли заниматься таким пустым
делом, как выдувание мыльных пузырей?
Опыт плавания стальной иглы и медной монеты на воде имеет сходство с
явлением, используемым в горнометаллургической промышленности для
"обогащения” руд, т. е. для увеличения содержания в них ценных составных
частей. Техника знает много способов обогащения руд; тот, который мы
сейчас имеем в виду и который называется "флотацией”, – наиболее
действенный; он успешно применяется даже в тех случаях, когда все
остальные не достигают цели.
Оказывается,
что и носить воду в решете возможно не только в сказке. Знание физики
поможет исполнить такое классически невозможное дело. Для этого надо
взять проволочное решето сантиметров 15 в поперечнике и с не слишком
мелкими ячейками (около 1 мм) и окунуть его сетку в растопленный
парафин. Затем вынуть решето из парафина: проволока окажется покрытой
тонким слоем парафина, едва заметным для глаз.
Решето осталось решетом – в нем есть сквозные отверстия, через которые
свободно проходит булавка, – но теперь вы можете, в буквальном смысле
слова, носить в нем воду. В таком решете удерживается довольно высокий
слой воды, не проливаясь сквозь ячейки; надо только осторожно налить
воду и оберегать решето от толчков.
Почему же вода не проливается? Потому что, не смачивая парафин, она
образует в ячейках решета тонкие пленки, обращенные выпуклостью вниз,
которые и удерживают воду (рис).
Копейка, которая в воде не тонет, существует не только в сказке, но и
в действительности. Вы убедитесь в этом, если проделаете несколько
легко выполнимых опытов. Начнем с более мелких предметов – с иголок.
Кажется невозможным заставить стальную иглу плавать на поверхности воды,
а между тем это не так трудно сделать. Положите на поверхность воды
лоскуток папиросной бумаги, а на него – совершенно сухую иголку. Теперь
остается только осторожно удалить папиросную бумагу из-под иглы.
Делается это так: вооружившись другой иглой или булавкой, слегка
погружают края лоскутка в воду, постепенно подходя к середине; когда
лоскуток весь намокнет, он упадет на дно, игла же будет продолжать
плавать (рис. 61). При помощи магнита, подносимого к стенкам стакана на
уровне воды, вы можете даже управлять движением этой плавающей на воде
иглы.
При известной сноровке можно обойтись и без папиросной бумаги:
захватив иглу пальцами посредине, уроните ее в горизонтальном положении с
небольшой высоты на поверхность воды.
Сейчас мы говорили о том, что всякая жидкость, освобожденная от
действия тяжести, принимает свою естественную форму – шарообразную. Если
вспомните сказанное раньше о невесомости падающего тела и примете в
расчет, что в самом начале падения можно пренебречь ничтожным
сопротивлением воздуха [Дождевые капли опускаются ускоренно только в
самом начале падения; уже примерно ко второй половине первой секунды
падения устанавливается равномерное движение: все капли,
уравновешивается силой сопротивления воздуха, которая возрастает с
ростом скорости капли.], то сообразите, что падающие порции жидкости
также должны принимать форму шаров. И действительно, падающие капли
дождя имеют форму шариков. Дробинки – не что иное, как застывшие капли
расплавленного свинца, который при заводском способе изготовления
заставляют падать каплями с большой высоты в холодную воду: там они
затвердевают в форме совершенно правильных шариков.
Мы привыкли думать, что жидкости не имеют никакой собственной формы.
Это неверно. Естественная форма всякой жидкости – шар. Обычно сила
тяжести мешает жидкости принимать эту форму, и жидкость либо растекается
тонким слоем, если разлита без сосуда, либо же принимает форму сосуда,
если налита в него. Находясь внутри другой жидкости такого же удельного
веса, жидкость по закону Архимеда "теряет” свой вес: она словно ничего
не весит, тяжесть на нее не действует – и тогда жидкость принимает свою
естественную, шарообразную форму.
Прованское масло плавает в воде, но тонет в спирте. Можно поэтому
приготовить такую смесь из воды и спирта, в которой масло не тонет и не
всплывает. Введя в эту смесь немного масла посредством шприца, мы увидим
странную вещь: масло собирается в большую круглую каплю, которая не
вплывает и не тонет, а висит неподвижно [Чтобы форма шара не казалась
искаженной, нужно производить опыт в сосуде с плоскими стенками (или в
сосуде любой формы, но поставленном внутри наполненного водой сосуда с
плоскими стенками)].
Рис. Масло внутри сосуда с разбавленным спиртом собирается в шар, который не тонет и не всплывает (опыт Плато).