99 секретов физики (Черепенчук) - страница 28

«Забирайся высоко, спи низко»

Помимо разреженного воздуха и, следовательно, проблем со здоровьем, путешественника в горах может ожидать еще один сюрприз. Возникнут сложности с приготовлением пищи! Наверное, словосочетание «температура кипения» вам знакомо. Так вот, чем выше мы поднимаемся в горы, тем меньше будет температура кипения. Она тесно связана с атмосферным давлением, а ведь, как мы только что выяснили, на большой высоте давление понижается.

Если предположить, что мы с вами забрались на Эверест (высота его более 8800 метров над уровнем моря), то температура кипения воды там составит всего 70 градусов Цельсия. Это значит, что вода будет кипеть, но положенные в нее продукты останутся полусырыми! Что делать? Конечно, вряд ли кто-то будет варить мясо или яйца в котелке на вершине Эвереста, но даже спустившись чуть ниже и решив приготовить себе обед, мы будем очень долго ждать, пока пища сварится.

Эту проблему много лет назад научились решать пастухи, сторожившие свои стада на высокогорных пастбищах. Они плотно закрывали крышкой котелок с готовящейся пищей и укладывали на нее несколько тяжелых камней, чтобы пар не выходил свободно наружу, а увеличивал давление внутри посудины. Таким образом, температура кипения воды повышалась, и работники могли утолить голод значительно быстрее.

Но зато, как утверждают путешественники, приготовленная в горах пища обладает более выраженным и приятным вкусом. Ну и, конечно, фантастическая красота гор стоит того, чтобы ради нее пожертвовать некоторыми удобствами!

В XVIII столетии швейцарский математик и физик Даниил Бернулли (1700–1782) подарил миру закон гидравлики, названный впоследствии его именем. Этот закон (или уравнение, как его еще иногда называют) описывает закономерности потока идеальной жидкости, то есть такой, на которую не воздействует внутреннее трение. Выглядит он так:

Здесь ρ – плотность жидкости, V – скорость ее потока, h – высота, на которой она находится, p – давление в той точке, где расположен центр массы жидкости, а g – хорошо вам знакомое ускорение свободного падения. Эту закономерность применяют и к газам.

Бернулли установил, что давление жидкости, текущей по трубам, становится больше в тех сегментах трубы, где скорость жидкости становится меньше. А там, где скорость больше, давление уменьшается. Кроме того, он доказал: когда жидкость проходит через узкие участки, ее давление уменьшается! Но позвольте, почему же тогда врачи рекомендуют нам «снижать давление» и говорят об опасности закупорки сосудов? Дело в том, что кровеносная система человека сильно разветвлена и величина скорости крови зависима от количества капилляров и их, как говорится, «общего просвета». Кроме того, кровь в наших сосудах обладает вязкостью, подвержена трению, может образовывать сгустки, и, следовательно, в случае сужения сосудов опасность вполне реальна. То есть уравнение Бернулли к человеческим сосудам практически неприменимо!