22.10.2012

Беседы о Земле (по Бекетову). Рассказ 4

О том, отчего вода мерзнет, а лед тает

Вода для человека и для всех животных есть, можно сказать, источник жизни. Источником жизни служит она и для всякой травы и дерева или куста; без нее весь мир был бы не тем, что он есть теперь. Поэтому она есть повсюду, в воздухе и в земле, в теле человеческом, в теле каждого животного, в каждом растении. Что ж такое вода?

Для того, чтобы распознать хорошенько ее свойства, будем опять смотреть вокруг себя, будем примечать и раздумывать. Как видим и употребляем мы чаще всего воду? Что это за вещь? Всякий скажет, что, это жижа без цвета, без запаха и без особого вкуса. Так действительно; такова вода кажется нам в реках и озерах, в прудах, колодцах и пр. Но, когда наступят морозы, тогда вода твердеет, становится настоящим камнем, и уж ее, разумеется, нельзя назвать жижею — значит, вода бывает в двух видах: в жидком и твердом; а если вникать еще пристальнее, то выйдет, что вода может быть еще и в третьем виде. Куда, в самом деле, девается вода, когда она высыхает? Если, кипятить ее в кастрюле или в самоваре, то всякий увидит, что вода улетает паром, становится летучею, как воздух; а если выставить воду в жаркий летний день, на крыльцо, то она в несколько, часов усохнет очень заметно, хотя пара с нее и не будет приметно, значит, вода улетает невидимым паром, значит, в третьем своем виде она бывает летучею, воздуху подобною, видимым или невидимым паром. Теперь вот еще вникнем во что; твердой вода становится во время мороза, жидкой от умеренного тепла, а подобной воздуху от сильного жара. Если взять кусок льда да внести его в теплую комнату то он скоро растает, а если поставить этот лед в горячую печь, то он не только растает, да еще очень скоро улетит паром — значит, все тут дело в тепле, а именно в том, много ли его, или мало, — значит, нам необходимо распознать сначала кое-что о том, что это за вещь такая тепло? Все, что ни есть на свете, может быть холодным, теплым и горячим. Какая-нибудь вещь, особенно из серебра, золота, меди, железа, или другой руды, как раз холодеет на морозе, а внесешь в комнату, то тотчас и нагревается. Вот хоть, например, деньга какая, медный грош: оставьте ее на мороз — станет, как лед, холодна, положите в жар — нагреется так, что тронуть нельзя. А посмотреть на монету, то разницы не заметишь в ней никакой: что холодная, что горячая — все тот же грош: значит, тепла глазом не увидишь. Если взвесить грош холодный и горячий, то нет разницы никакой и в весе: значит, о тепле мы узнаем как будто только ощупью. Можно, однако же, подметить его иначе. Возьмем, например, железное кольцо, разогреем и пригоним его плотно на-плотно на железный прут, потом снимем с прута да вынесем его на мороз; там оно скоро остынет, и уж тогда на прут никак не насадишь его; а нагрей его опять, то опять насадить можно по-прежнему. Если же его нагреть больше прежнего, то оно на пруте и держаться не будет плотно, станет с него спадать: значит, железное кольцо от тепла раздается. Чем больше оно нагрето, тем раздается сильнее. Если вместо железного кольца взять медное, золотое, серебряное — какое хочешь, то и оно будет раздаваться от тепла. Да и всякая вещь раздается от тепла. Только одна больше, другая меньше. Всякий, например, знает, что железные обручи на ведрах или бочках становятся шире в жаркое время, а в холодное стягиваются. Если на колесо натянуть не плотно шину, то она, пожалуй, свалится, как только нагреется. Всего сильнее раздаются от тепла разные руды, стекло, многие камни, но всякий может поверить также, что и дерево, и кожа, и тело человеческое — словом, всякая вещь от тепла раздается. На теплую руку иная узкая перчатка не надевается, а на холодную идет хорошо. Узкий сапог надевается на ногу с трудом, или вовсе не надевается после бани, а на холодную ногу приходится хорошо. В общежитии надо очень часто принимать в расчет такое свойство вещей раздаваться или, как говорят, расширяться от тепла. В Петербурге построен чудесный мост чрез Неву: быки, у него каменные, из сердобольского гранита, а сам мост весь свинчен из чугунных коробок. Чугунные коробки в жаркое время раздаются, так если бы их положить плотно в каменные гнезда, на которые они упираются, то они непременно или сами бы лопнули, или выперли бы весь мост. Поэтому они и лежат на камне свободно, не плотно; а когда, в жару, раздаются, то приходятся как раз по гнездам. Зимою коробки эти опять съеживаются и немного отходит от камня, Также на железных дорогах кладут железные полосы, или рельсы, не совсем друг к другу плотно, концами, а свободно. Иначе они бы друг друга выпирали в жаркое время. Словом сказать, можно многое и многое привести такое, что доказываете расширение вещей от тепла — значит, тепло оказывается не только на ощупь, но также и на глаз: мы видим, что оно расширяет всякую вещь в большей или меньшей мере, а все-таки, мы не можем сказать: что такое именно тепло. С нас, однако же, довольно и того, что мы знаем о нем и многое можем этим себе объяснить.

Вот я говорил все о тепле, а о холоде еще ни слова. На это есть своя причина, дело в том, что холод не есть что-либо особое. Если, например, выйти на мороз из топленой горницы, то покажется, разумеется, холодно, даже если мороз очень слаб, а немножко обтерпишься, так покажется и вовсе тепло. Два человека выйдут на улицу и в одинаковом платье; одному покажется тепло, другому холодно. Зимой, в сильный мороз, войдешь и в нетопленую избу, так покажется тепло, а летом, как пропечет солнцем, да еще вспотеешь, так в каждом сарае кажется будто холодновато — значит, и летом и зимой, даже в самый сильный мороз, есть сколько-нибудь тепла. Если мало тепла, мы говорим: «хододно», побольше тепла, мы говорим: «тепло», а еще больше — так скажем: «жарко, горячо». Если говорится, что от холода вода мерзнет, то это значит, что вода мерзнет, когда мало тепла; лед тает, когда прибудет тепла, а кипит вода и в пар обращается, когда тепла еще больше прибудет. На этот лад у нас многое говорится. Вот, например, если мы скажем, что прошлое лето было сухое, а нынешнее сырое, то ведь это вовсе не означает, чтобы прошлым летом не было уж ровно никакой сырости: ни капли дождя, ни росы, ни тумана, ничего такого. Было мало сырости, а все-таки было. Тут так же, как и с теплом. Войдут двое в лес, иному кажется в нем очень сыро, а другому — сухо. Жаль только, что приходится нам все говорить много да мало: эти два словечка очень плохи. Дай сытому человеку фунт мяса — ему покажется много; дай голодному, хоть тому же самому, два фунта — покажется мало. Коли рассуждать дельно, то надо уж говорить: не много да мало, а вот столько, да столько, то есть именно сколько. Высчитай мне фунтами да золотниками, отмерь аршинами да вершками, либо верстами да саженями, тогда я могу сообразить, а в многом да в малом толку никакого нет. Вот и о тепле также не далеко уедешь без какой-нибудь мерки. Груз меряют фунтами да золотниками, воду и всякую жижу ведрами да квартами, а тепло градусами. Об этой-то тепловой мере нам и надо поговорить.

Если, например, из железа, из меди, из свинца, олова и других руд сделать по палочке одинаковой длины и толщины и положить их вместе, в один хоть фарфоровый или глиняный ящик, то, когда начнешь их нагревать, они все будут вытягиваться. Когда же станут; они остывать, то будут укорачиваться. Укорачиваются и удлиняются и удлиняются все эти палочки не одинаково. Из названных здесь руд всего более удлиняется свинец, потом олово, медь и наконец железо. Замечается, однако же, вот что: если, например, железная палочка вытянется на какую-нибудь частицу вершка, то остальные палочки вытянутся побольше, но только на одну и ту же мерку всякий раз, как железо вытянется по прежнему, — значит, руда вытягивается постоянно на одну и ту же мерку от одного и того же тепла, значит, тепло можно мерить палочками из железа, меди или другой какой руды. Вместо того, чтобы говорить так: «на дворе или в горнице очень тепло, жарко, свежо» и прочее, можно сказать, что на дворе или в горнице столько тепла, что железо вытянулось на столько-то. На ящике около палочек можно наставить черточек, как на аршин, а около черточек поставить цифры: 0, 1, 2, 3 и т. д., тогда можно говорить, что на дворе 1, 2, 3 и т. д. градусов тепла по железу. Беда только в том, что железо и всякая руда повсюду разная: железо с одного завода вытягивается побольше, с другого — поменьше, так что те же градусы показывают разное тепло. Притом же твердая руда вытягивается слишком мало.

Чтобы все это обойти, придумали мерить тепло спиртом и ртутью, которые очень сильно раздаются от нагревания. Особенно употребительны тепломеры, или термометры, ртутные. Ртутью называют довольно редкую и дорогую руду, которую прежде привозили к нам больше всего из Испании, а теперь ее добывают и у нас, и ныне Россия уже вывозит ртуть, у себя добываемую. Когда она чиста, то бывает серебряного цвета с таким же и блеском, как серебро, но только она жидкая, тяжелая и переливается, как расплавленная руда или как какое-нибудь тяжеловесное масло: затем в деревнях у нас и называют ее живое серебро. Если пролить ртуть на землю, то она раздробится на шарики, которые очень легко перекатываются с места на место, а когда столкнутся, то тотчас сливаются вместе. Если мороз очень силен, то ртуть замерзает, и тогда ее можно ковать, как железо; но такие морозы очень редки даже и у нас, в коренной Руси. Дальше же к северу, и особенно в Сибири, например, в Якутске, ртуть стоит мерзлою по целым неделям, а иногда и по месяцам.

Ртутный термометр, или тепломер, устраивается так: делают трубочку из стекла, длиною хоть в пол-аршина; на одном конце этой трубочки выдувают шарик, так, как изображено на прилагаемом рисунке. Сначала из трубочки выгоняют воздух тем, что ее сильно нагревают: от нагревания воздух всегда сильно раздается, его прет вон, и он почти весь выходить из трубочки; потом в нее наливают самой чистой ртути, а сверху стекло запаивают. Ртути наливают столько, чтобы наверху оставалось пустое место, куда бы ртуть могла уходить, раздаваясь от тепла. Значит, есть у нас столбик ртути, а он так сильно раздается или съеживается от прибыли и убыли тепла, что, стоит взять шарик в теплую руку — и столбик тот-час поднимется; стоит опустить, шарик в холодную воду — столбик опустится. Но этого еще не довольно, это покамест то же, что простой невымеренный железный прут. Железные прутья бывают всякие — не всяким же меряют. Если бы, например, кто сказал, что купил три железных прута сукна или ситцу, то всякий бы его спросил, а столько в твоем пруте вершков? Так точно я замеряю тепло. Если я скажу, например, что на дворе так тепло, что ртуть поднялась на полвершка, то меня спросят: откуда? с какого места она поднялась? Нужно, значит, найти на ртутном столбике термометра такое место, которое никогда не подается ни вверх, ни вниз, и уж от этого места считать. Это делают так. Возьмут готовую трубочку, уж налитую ртутью, и поставить ее в кипяток: ртуть очень скоро поднимется тогда вверх, остановится там и дальше не пойдет, сколько ни кипяти воды. В этом месте делают на стекле алмазом или напилком значок. Если потом ставить трубочку в кипяток хоть тысячу раз — ртуть никогда не поднимается выше этого значка, который и называется точкою кипения воды.

Нашедши точку кипения, ищут другую точку — точку замерзания; для этого ставят трубочку в снег или в толченый лед и вносят вместе с посудою в горницу. Можно также поставить трубочку в воду, да обложить посуду льдом, так чтобы вода замерзла. Тогда ртуть опустится очень низко и опять остановится; тут опять ставят значок на трубочке, и, сколько ни ставь ее в замерзающую воду или в тающий лед — ниже значка ртуть не опустится. Это и есть точка замерзания воды.

Теперь, значит, у нас на трубочке термометра, или тепломера, есть две неизменные точки: точка кипения и точка замерзания воды?. Между этими двумя точками расстояние очень порядочное, и его можно разделить на сколько хочешь. Один ученый, Реомюр, разделил это расстояние на 80 равных частей, или градусов, как это показано на рисунке. Другие делят то же расстояние на 100 градусов, но считают все-таки снизу, с точки замерзания, где ставят 0. Ниже точки замерзания ртуть в термометре может, разумеется, также опускаться, а потому и ниже этой точки идут такие же градусы, как и выше ее. Градусы выше 0 пишутся без всякого знака или со знаком + (плюсом) и называются положительными, а градусы ниже 0 пишутся со знаком — (минусом) и называются отрицательными.

Трубочку тепломера прикрепляют обыкновенно к дощечке, как то показано на рисунке, а уж на дощечке ставят черточки и цифры, означающая градусы. Доска бывает медная и деревянная; можно, впрочем, означать и надписывать градусы на самой стеклянной трубочке; это делают всегда на очень верных термометрах.

Значит, если кто говорит, что на дворе + 20 градусов? по термометру Реомюра, то это значит, что на дворе столько тепла, что от него ртуть поднялась в термометре на 20 градусов выше точки замерзания. Кто привык справляться по термометру, тот уже знает по себе, какое это тепло, хоть, разумеется, не точь-в-точь. Человек здоровый и привычный может часто без термометра угадать, сколько на дворе или в горнице градусов, подобно тому, как мы по глазомеру знаем иногда очень верно, сколько аршин или сажень от одного места до другого; точно так же, взяв груз на руку, мы можем часто узнавать, сколько в нем фунтов. Не даром про иных людей говорят, что они настоящие термометры, т. е. привыкли по ощущению своего тела отгадывать число градусов тепла.

Термометр, как видно, очень важный снаряд. Он крайне полезен для деревенского жителя. Так, например, когда ртуть начнет скоро опускаться, то можно ждать мороза и принять против него предосторожности и т. д. Садовники и огородники почти всегда имеют у себя термометры. Всего же важнее термометр в науке, где без него решительно обойтись невозможно. Я о нем так разговорился потому, что мне придется часто справляться с ним в следующих беседах наших.

Если в одно и то же время выставлять один термометр на солнечном припеке, а другой в тени, то они будут показывать разное тепло: на солнце, разумеется, больше, чем в тени. И в самом деле, если, например, идешь утром так, что солнышко приходится сзади, то спину и затылок печет, а лицу и груди свежо. Зимой иной раз повсюду стоит крепкий мороз, а на припеке солнечном тает; значит, в тени тепло то же или почти то же повсюду, а на солнце другое. Когда говорят, что на дворе столько-то и столько градусов, то всегда разумеют в тени; если, же говорят о солнечном припеке, то так уж и прибавляют: столько-то градусов на солнце. Поэтому термометр надо вешать на теневой стороне дома, куда солнце реже всего достигает, например, на северной или на северо-западной. Не худо также прикрывать его сверху дощечкой, навесом, от дождя и снега. Для домашнего употребления термометры прибивают снаружи к оконной раме так, чтобы можно было из горницы видеть, сколько на дворе градусов тепла.

Простой термометр на деревянной доске стоит в Петербурге, и Москве 50 или 70 копеек. Эти термометры не очень верны, но для хозяйственного употребления годятся.

Вот этим пока о тепле и температуре я и окончу. Скажут, может быть, что о воде-то я и забыл. Ничуть не забыл. Пока, мы строили термометр, разве мы не узнали, что вода кипит всегда при одинаковом тепле, т. е. при 80° по Реомюру; мерзнет же или тает опять при одинаковом тепле, т. е. при 0° по Реомюру, а ведь это очень важно, и нам придется об этом помянуть, еще не один раз.


© Все права защищены http://www.portal-slovo.ru

 
 
 
Rambler's Top100

Веб-студия Православные.Ру