Случалось ли вам задумываться над тем, как образуются ледяные сосульки, которые мы часто видим свешивающимися с крыш?
В какую погоду образовались сосульки: в оттепель или в мороз? Бели в
оттепель, то как могла замерзнуть вода при температуре выше нуля? Если в
мороз, то откуда могла взяться вода на крыше?
Вы видите, что задача не так проста, как кажется сначала. Чтобы могли
образоваться ледяные сосульки, нужно в одно и то же время иметь две
температуры: для таяния – выше нуля и для замерзания – ниже нуля.
На самом деле так и есть: снег на склоне крыши тает, потому что
солнечные лучи нагревают его до температуры выше нуля, а стекающие капли
воды у края крыши замерзают, потому что здесь температура ниже нуля.
(Конечно, мы говорим не о том случае образования сосулек, который
обусловлен теплотой отапливаемого под крышей помещения.)
На гладко натертом полу легче поскользнуться, нежели на обыкновенном.
Казалось бы, то же самое должно происходить на льду, т. е. гладкий лед
должен быть более скользок, нежели лед бугорчатый, шероховатый.
Когда на поверхности земли лето, какое время года на глубине,
например, трех метров под ее поверхностью? Вы думаете, что и там лето?
Ошибаетесь! Времена года на поверхности земли и в почве вовсе не одни и
те же, как можно подумать. Почва чрезвычайно плохо проводит теплоту. В
Ленинграде водопроводные трубы на глубине 2 м не замерзают в самые
суровые морозы. Колебания температуры, происходящие на поверхности
земли, распространяются в глубь почвы очень медленно и достигают разных
слоев ее с большим опозданием. Непосредственные измерения, например, в
Слуцке (Ленинградской области) показали, что на глубину трех метров
самый теплый момент года приходит с опозданием в 76 дней, а самый
холодный – с опозданием в 108 дней. Это значит, что если самый жаркий
день над землей был, скажем 25 июля, то на глубине трех метров он
наступит лишь 9 октября! Если самый холодный день был 15 января, то на
указанной глубине он наступит в мае! Для более глубоких слоев почвы
опоздания будут еще значительнее.
Взгляните на рис. 83: яйцо варится в воде, налитой в бумажный колпак!
"Но ведь бумага сейчас загорится и вода зальет лампу”, – скажете вы.
Попробуйте же сделать опыт, взяв для него плотную пергаментную бумагу и
надежно прикрепив ее к проволоке. Вы убедитесь, что бумага нисколько не
пострадает от огня. Причина в том, что вода может быть нагрета в
открытом сосуде только до температуры кипения, т.е. до 100°; поэтому
нагреваемая вода, обладающая к тому же большой теплоемкостью, поглощая
избыток теплоты бумаги, не дает ей нагреться заметно выше 100°, т. е.
настолько, чтобы она могла воспламениться. (Практичнее будет
пользоваться небольшой бумажной коробкой в форме, изображенной на рис.
84.) Бумага не загорается, если даже пламя лижет ее.
К тому же роду явлений относится и печальный опыт, который невольно
проделывают рассеянные люди, ставящие самовар без воды: самовар
распаивается. Причина понятна: припой сравнительно легкоплавок, и только
тесное соседство воды спасает его от опасного повышения температуры.
Нельзя также нагревать запаянные кастрюли без воды. В старых пулеметах
Максима нагревание воды предохраняло оружие от расплавления.
Что сказали бы вы, если бы вас стали уверять, будто шуба нисколько не
греет? Вы подумали бы, конечно, что с вами шутят. А если бы вам стали
доказывать это утверждение на ряде опытов? Проделайте, например, такой
опыт. Заметьте, сколько показывает термометр, и закутайте его в шубу.
Через несколько часов выньте. Вы убедитесь, что он не нагрелся даже и на
четверть градуса: сколько показывал раньше, столько показывает и
теперь. Вот и доказательство, что шуба не греет. Вы могли бы
заподозрить, что шубы даже холодят. Возьмите два пузыря со льдом; один
закутайте в шубу, другой оставьте в комнате незакрытым. Когда лед во
втором пузыре растает, разверните шубу: вы увидите, что здесь он почти и
не начинал таять. Значит, шуба не только не согрела льда, но как будто
даже холодила его, замедляя таяние!
Возьмите пробирку, наполните водой, погрузите в нее кусочек льда, а
чтобы он не всплыл вверх (лед легче воды), придавите его свинцовой
пулей, медным грузиком и т. п.; при этом, однако, вода должна иметь
свободный доступ ко льду. Теперь приблизьте пробирку к спиртовой
лампочке так, чтобы пламя лизало лишь верхнюю часть пробирки (рис).
Вскоре вода начинает кипеть, выделяя клубы пара. Но странная вещь: лед
на дне пробирки не тает! Мы имеем перед собой словно маленькое чудо:
лед, не тающий в кипящей воде…
Раньше чем разлить чай по стаканам, опытная хозяйка, заботясь об их
целости, не забывает положить в них ложки, особенно если они серебряные.
Житейский опыт выработал вполне правильный прием. На чем он основан?
Учителю физики и ученикам
