70. Давление под крышкой
Плотность вещества – это отношение массы к объему, или, другими словами, масса единицы объема. Поскольку банка плотно закрыта крышкой, воздуха в ней не стало ни ощутимо больше, ни ощутимо меньше. Сама банка от нагрева, конечно, немного увеличилась, но этот прирост объема незначителен. То есть ни масса, ни объем существенно не изменились – а значит, осталась прежней и плотность. При этом давление воздуха выросло – но это произошло за счет того, что молекулы воздуха стали двигаться быстрее и ударяются о стенки сосуда чаще и с большей силой.
А вот вода на донышке банки существенно влияет на наши рассуждения: при нагреве вода начнет испаряться – и воздух в банке пополнится водяными парами. Значит, масса воздуха в банке увеличится, а вот объем прирастет незначительно (вода в жидком состоянии занимает намного меньше места, чем в виде пара). В этом случае плотность воздуха вырастет.
71. Шарик возвращается в строй
Нам нужно что-то, что надавит на вмятину изнутри. Попасть внутрь мы не можем, но там есть воздух – нужно лишь заставить его сделать то, что мы хотим. Если мы нагреем шарик, давление воздуха в нем вырастет. Самый простой способ нагреть без риска расплавить – поместить в горячую воду.
72. Ушные страдания
Высота, на которой летают пассажирские самолеты – примерно 10–11 километров. Давление атмосферы на этой высоте примерно в три раза ниже давления у поверхности земли. Давление в самолете с подъемом тоже снижается – хотя и не так драматически (примерно на 20 %). Этого, однако, достаточно, чтобы между внешним для человека давлением и давлением внутри (за барабанной перепонкой) возникла ощутимая разница, – ощутимая именно как заложенность ушей. Постепенно организм снижает внутреннее давление, так что ощущение заложенности пропадает. Выровнять давление помогает зевание и сглатывание слюны, а насморк, наоборот, замедляет этот процесс. При посадке ситуация меняется на противоположную: внешнее давление возрастает, а внутреннее от него отстает.
(Заметим, что давление внутри самолета не складывается «само собой», а регулируется специальными системами, обрабатывающими воздух, взятый снаружи самолета. Воздуха, который был в салоне изначально, хватает совсем ненадолго – максимум на полчаса.)
73. Откуда у воды напор
Слово «водонапорная» подсказывает ответ: в башне запасается вода, которая течет оттуда под напором, поскольку высокий водяной столб (а типичная высота башни 20–25 метров) создает нужное давление (вычислите его!). Это означает, что если уж мы подняли воду на такую высоту, то дальше насос для подачи воды в систему водоснабжения не нужен. Это хорошо тем, что расход воды в течение дня может сильно меняться: есть пиковое время, когда все дома и заняты хозяйством, а есть время относительного покоя. Если бы мы создавали давление воды в системе непосредственно насосом, нужен был бы мощный насос, рассчитанный на большую пиковую нагрузку, который простаивал бы в периоды затишья. Водонапорную же башню мы можем потихонечку наполнять маломощным насосом, чтобы в тот момент, когда всем понадобится вода, ее наличие обеспечил запас в башне.