Все для дітей


Я. Перельман
"Цікава фізика". Книга 2.
Глава 6. Властивості рідин і газів

ДЕ ЗНАХОДЯТЬСЯ ЗАТОНУЛІ СУДНА?

Поширена думка, - навіть серед моряків, - ніби судна, які затонули в океані, не досягають морського дна, а висять недвижно на деякій глибині, де вода «відповідно ущільнена тиском вищерозміщених шарів».

Думка це поділяв, мабуть, навіть автор «20 тисяч льє під водою»; в одній із глав цього роману Жюль Верн описує нерухомо висить у воді затонуле судно, а в іншій згадує про кораблях, «догнивающих, вільно висячи у воді».

Правильно подібне твердження?

Деякий підставу для нього, начебто, є, так як тиск води в глибинах океану дійсно досягає величезних ступенів. На глибині 10 м вода тисне із силою 1 кг на 1 см2 зануреного тіла. На глибині 20 м це тиск одно вже 2 кг, на глибині 100 м - 10 кг, 1000 м - 100 кг. Океан ж у багатьох місцях має глибину в кілька кілометрів, досягаючи у найбільш глибоких частинах Великого океану понад 11 км (Маріанська западина). Легко вирахувати, яке величезне тиск повинні відчувати вода і занурені в неї предмети на цих величезних глибинах.

Якщо порожнюю закупорену пляшку опустити на значну глибину і потім витягти знову, то виявиться, що тиск води ввігнало пробку всередину пляшки і вся посудина повна води. Знаменитий океанограф Джон Меррей у своїй книзі «Океан» розповідає, що був проведений такий дослід: три скляні трубки різних розмірів, з обох кінців запаяні, були загорнуті в полотно і поміщені у мідний циліндр з отворами для вільного пропуску води. Циліндр був спущений на глибину 5 км. Коли його витягли звідти, виявилося, що полотно наповнене снегообразной масою: це було роздроблене скло. Шматки дерева, опущені на таку глибину, після вилучення тонули в воді, як цегла, - настільки вони були здавлені.

Природно, здавалося б, чекати, що такий жахливий тиск має настільки ущільнити воду на великих глибинах, що навіть важкі предмети не будуть в ній тонути, як не тоне залізна гиря в ртуті.

Однак подібна думка абсолютно не обгрунтовано. Досвід показує, що вода, як і всі взагалі рідини, мало піддається стисненню. Сдавливаемая з силою 1 кг на 1 см2 вода стискається всього лише на 1/22 000 частку свого обсягу і приблизно так само стискується при подальшому зростанні тиску на кожен кілограм. Якщо б ми захотіли довести воду до такої щільності, щоб в ній плавало залізо, необхідно було б ущільнити її в 8 разів. Між тим для ущільнення тільки вдвічі, тобто для скорочення об'єму наполовину, необхідно тиск в 11 000 кг на 1 см2 (якби тільки згадана міра стиснення мала місце для таких величезних тисків). Це відповідає глибині 110 км під рівнем океану!

Звідси ясно, що говорити про скільки-небудь помітному ущільненні води в глибині океанів абсолютно не доводиться. У найглибшому їх місце вода ущільнена лише на 1100/22000, тобто на 1/20 нормальної своїй щільності, всього на 5%*. Це майже не може вплинути на умови плавання в ній різних тіл, - тим більше, що тверді предмети, занурені в таку воду, також піддаються цьому тиску і, отже, теж ущільнюються.

Не може бути тому ні найменшого сумніву в тому, що затонулі судна покояться на дні океану. «Все, що тоне в склянці води, - каже Меррей, - має піти до дна і в самому глибокому океані».

Мені доводилося чути таке заперечення проти цього. Якщо обережно опустити склянку догори дном у воду, він може залишитися в цьому положенні, так як буде витісняти обсяг води, що важить стільки ж, скільки склянку. Більш важкий металевий стакан може втриматися в подібному становищі і нижче рівня води, не опускаючись на дно. Точно так же, начебто, може зупинитися на півдорозі і перекинутий догори кілем крейсер або інше судно. Якщо в деяких приміщеннях судна повітря виявиться щільно замкнені, то судно зануриться на певну глибину і там зупиниться.

Не мало судів йде до дна в перевернутому стані - і можливо, що деякі з них так і не досягають дна, залишаючись висіти в темних глибинах океану. Достатньо було б легкого поштовху, щоб вивести таке судно з рівноваги, перевернути, наповнити водою і змусити впасти на дно, - звідки взятися поштовхів в глибині океану, де вічно панує тиша і спокій і куди не проникають навіть відлуння бур?

Всі ці доводи засновані на фізичній помилку. Перевернутий стакан не занурюється у воду сам - його треба зовнішньою силою занурити у воду, як шматок дерева або порожню закупорену пляшку. Точно так само і перекинутий кілем догори корабель зовсім і не почне тонути, а залишиться на поверхні води. Опинитися на півдорозі між рівнем океану і його дном він ніяк не може.

* Англійський фізик Той обчислив, що якби земне тяжіння раптово припинилося і вода стала невагомою, то рівень води в океані піднявся б в середньому на 35 м (внаслідок того, що стисла вода набула б нормальний обсяг). «Океан затопив би 5 000 000 км2 суші, зобов'язаної своїм надводним існуванням лише стисливості оточуючих її вод океанів» (Берже).

Цікава фізика Я. Перельмана

 






Система Orphus

ПІДТРИМАЙТЕ САЙТ!

Вам сподобався наш сайт, і ви хотіли б підтримати його? Це дуже просто: розкажіть про нас друзям!
ДЕТАЛЬНІШЕ

  © 2014 Все для дітей