Давление — удивление



Морозов Дмитрий — Давление — удивление

Рубрика: Мастер каверзных вопросов

Пришла моя дочь из школы с видом понурым.

– Ну что, – говорю, – опять тройка по физике?

– Да ну её, эту физику, – отвечает дочь, – кому вся эта мутяга нужна, всякие там давления-удавления? Удавиться можно! Ничего я в них не понимаю.

– Если бы физики не открыли радиоволны, ты бы свой любимый телевизор смотреть не смогла. Его бы просто не было, и пошла бы ты спать, а не смотрела до двух ночи, как вручают «Оскар».

– Ну и что? – отвечает дочь, – его ведь уже изобрели. А как он устроен – пусть это инженеры знают, которые телевизоры делают и ремонтируют. А я хочу артисткой быть. Тигров дрессировать или фокусы показывать.

– Между прочим, если бы ты лучше учила про это самое давление, но не «удавление», а «удивление», то уже сейчас могла бы подружкам неплохой фокус показать.

Глаза у дочки загорелись.

– А какой фокус, папочка, ну скажи, ну пожалуйста! Честное слово, я про давление выучу!

Мою дочь хлебом не корми, только дай одноклассников удивить. Взял я стакан, листок бумаги, и пошли мы в ванную. Налил я стакан до краёв, накрыл ровным листочком бумаги, положил сверху ладонь, произнёс волшебные слова «Давление-удивление, держи наше построение», перевернул стакан и убрал ладонь. Дочь ожидала, что бумажка упадет, и вода выльется. Но ничего подобного не произошло. Бумажка висела как приклеенная, а вода оставалась в стакане.

– Знаю, знаю, хитренький папочка, – закричала дочь, – ты незаметно бумажку клеем намазал!

Я легким движением сдернул бумажку, и вода вылилась.

– А ты возьми, – говорю, – новую бумажку и попробуй сама.

Дочь попробовала, с третьего раза фокус получился и у неё. Очень она удивилась.

– Как же так? Вода-то вес имеет. Что же её держит?

– Вот это самое давление. Давление-удивление. Над нами высокий столб воздуха, вся атмосфера. Этот столб притягивается землёй и давит на нас и на всё, что вокруг нас. Это давление называется атмосферным. И на каждый квадратный сантиметр нашей кожи как будто поставлена килограммовая гиря.

– Почему же мы её не чувствуем?

– Потому, что это давление сжимает нас со всех сторон равномерно. Тело наше на семьдесят процентов состоит из воды, а она практически несжимаема и оказывает на нашу кожу точно такое же давление, только изнутри. Вот мы ничего и не чувствуем. Но иногда это давление можно почувствовать. Внутри головы у нас есть полости, которые плохо связаны с окружающим воздухом, например, в ушах. Когда самолёт взлетает, давление воздуха внутри него падает, давление в ухе становится выше наружного, барабанная перепонка прогибается, и уши закладывает. Иногда они даже болеть начинают. Ты это чувствовала, когда мы в отпуск летали. Но стоит сглотнуть, трубы, соединяющие полости с атмосферой, приоткрываются, давление выравнивается, и всё проходит. Маленькие дети этого ещё не знают и часто плачут на взлёте. Глупые родители укачивают их, трясут перед ними погремушками, но ничто не помогает. А умные родители дают маленькому попить из соски. Он сглатывает, и боль в ушках проходит. А вот у ныряльщика – всё наоборот. На глубине на барабанную перепонку в ухе давит не только столб воздуха, но ещё и столб воды. Поэтому давление снаружи становится выше внутреннего, и барабанная перепонка прогибается, но уже в другую сторону. Сглотнул – и все в порядке. Но если трубы (их называют евстахиевыми) открываются плохо, этого бывает недостаточно. Тогда закрой рот покрепче, зажми нос и дунь в него как следует. В ушах щёлкнет, давление выровняется, и боль пройдёт. И ни в коем случае нельзя нырять с насморком. Евстахиевы трубы при насморке не открываются, и барабанную перепонку может разорвать. Я, когда плаваю с аквалангом, всегда об этом помню.

– Откуда же это самое давление берется?

– Ты ведь знаешь, что все вещества состоят из молекул. В твердых телах они жёстко прикреплены друг к другу, в жидкостях связаны между собой меньше, а в газах, если они только не слишком сильно сжаты, молекулы летают почти свободно. Некоторые молекулы ползают медленно, как черепахи. Другие движутся солидно. А третьи носятся, как сумасшедшие. И чем выше температура газа, тем больше быстрых молекул. Представь себе, что молекула подлетает к стенке, ударяется об неё и отскакивает. При этом она стенку толкает. Чем быстрее молекула, тем сильнее она толкает стенку. Ежесекундно к стенке подлетают миллионы и миллиарды молекул. Каждая толкает стенку почти незаметно, но все вместе они и создают это самое давление. И чем выше температура, тем больше давление.

– Это тебе надо знать, папочка, – ехидно заметила дочь, – а вот мама с аквалангом не плавает. И физика твоя её никак не касается.

– Очень даже касается. И чтобы ты могла это понять, я задам тебе два вопроса.

1.

Почему в мокрой одежде холодно?

2.

Почему на балконе бельё сохнет быстрее, чем в ванной комнате?

Дочь задумалась и думала долго, до следующего вечера. Следующим вечером она уселась на диван рядом со мной и сказала:

– На первый вопрос, папочка, я ответ знаю. Мокрая одежда сохнет, значит, вода испаряется. То есть молекулы воды вылетают из жидкости и образуют пар. Чем быстрее молекула, тем легче ей вырваться из объятий подруг и улететь. Значит, быстрые молекулы улетают, а медленные остаются, температура воды падает, и одежда остывает. Поэтому, когда высокая температура, на лоб мокрое полотенце кладут, чтобы охладить голову.

– Молодец, дочка! Правильно! А теперь маленькая подсказка для второго вопроса. Ведь если молекула вылетела с поверхности жидкости, она случайно может и обратно влететь.

– Теперь и про бельё на балконе ясно, – обрадовалась дочь, – на балконе ветер молекулы воды уносит, и они обратно в бельё не вернутся. А в ванной им деваться некуда. Вот они обратно иногда и возвращаются. Поэтому бельё сохнет медленнее.

– А если между паром и жидкостью установилось равновесие, т.е. сколько молекул из жидкости вылетает, столько и влетает, такой пар называется насыщенным. Чем выше температура, тем больше молекул вылетает из жидкости, тем выше давление насыщенного пара. Когда в прогнозе погоды говорят: «Относительная влажность воздуха 50%», это означает, что в воздухе водяных паров всего 50% от того количества, которое было бы, если бы пары были насыщенными. А теперь иди, смотри свой фильм.

На следующий день дочь вернулась из школы совершенно счастливая. Во-первых, она получила пятёрку за тему «влажность воздуха», а во-вторых, она поспорила на десять щелчков с этим противным Сидоровым, что перевернет стакан, и вода не выльется. И ненавистный Сидоров был посрамлён и наказан! Я подозреваю, что с ненавистью к Сидорову не всё так просто.