Отчего пламя не гаснет само собой?
Если вдуматься хорошенько в процесс горения, то невольно возникает вопрос: отчего всякое пламя не гаснет само собой? В самом деле: продуктами горения являются, как известно, углекислый газ и водяной пар – вещества не горючие и не способные поддерживать горения. Следовательно, пламя с первого же момента горения должно быть окружено негорючими веществами, которые мешают притоку воздуха; без воздуха горение продолжаться не может, и пламя должно погаснуть.
Почему же этого не происходит? Почему горение длится непрерывно, пока есть запас горючего вещества? Только потому, что газы, расширяясь от нагревания, становятся легче. Лишь благодаря этому нагретые продукты горения не остаются на месте своего образования, в непосредственном соседстве с пламенем, но немедленно же поднимаются вверх, заменяясь чистым воздухом. Если бы закон Архимеда не распространялся на газы или если бы не было тяжести, – всякое пламя, прогоревши немного, гасло бы само собой.
Весьма легко убедиться в том, как губительно действуют на пламя продукты его горения. Я уверен, что вы, сами того не подозревая, нередко пользуетесь этим, чтобы загасить огонь в лампе. Вспомните, как вы задуваете керосиновую лампу: вы дуете в нее сверху. Вы гоните вниз, к пламени, негорючие продукты его горения, – и оно гаснет, лишенное свободного доступа воздуха.
Недостающая глава в романе Жюля Верна
Жюль Верн подробно поведал нам о том, как проводили время трое смельчаков внутри ядра, мчащегося на Луну. Но он не рассказал о том, как Мишель Ардан исполнял обязанности повара в этой необычайной обстановке. Вероятно, автор романа полагал, что стряпня внутри летящего ядра не представляет ничего такого, что заслуживало бы описания. Но он ошибся: дело в том, что внутри летящего ядра все предметы становятся невесомыми. Жюль Верн упустил это из виду. А согласитесь, что стряпня в невесомой кухне – сюжет, вполне достойный пера романиста, и надо только пожалеть, что талантливый автор «Путешествия на Луну» не уделил ему своего внимания. Попытаюсь, как умею, восполнить эту недостающую главу в романе, чтобы дать читателю некоторое представление о том, насколько эффектно могла бы вылиться она из-под пера самого Жюля Верна.
При чтении этой главы читатель должен все время не упускать из виду, что внутри ядра – как уже сказано – нет тяжести: все предметы в нем невесомы[37].
Завтрак в невесомой кухне
– Друзья мои, ведь мы еще не завтракали, – заявил Мишель Ардан своим спутникам по межпланетному путешествию. – Из того, что мы потеряли свой вес в этом пушечном ядре, не следует вовсе, что мы потеряли и аппетит. Я берусь устроить вам, друзья мои, невесомый завтрак, который, без сомнения, будет состоять из самых «легких» блюд, когда-либо существовавших на свете!
И не дожидаясь ответа товарищей, француз принялся за стряпню. Завтрак решено было начать с бульона из распущенных в теплой воде таблеток Либиха.
– Наша бутыль с водой притворяется пустой, – ворчал про себя Ардан, возясь с раскупоркой большой бутыли. – Не проведешь меня: я ведь знаю, отчего ты такая легкая… Так, пробка вынута. Извольте же, драгоценнейшая, излить в кастрюлю свое невесомое содержимое!
Но сколько ни наклонял он бутылки, оттуда не выливалось ни капли.
– Не трудись, милый Ардан, – явился ему на выручку Николь. – Пойми, что в нашем ядре, где нет тяжести, вода не может литься. Ты должен ее вытолкать из бутылки, как если бы это был густой, тягучий сироп.
Не долго думая, Ардан ударил ладонью по дну опрокинутой бутылки. Тотчас же у горлышка раздулся совершенно круглый водяной шар, величиной с кулак.
– Что это стало с нашей водой? – изумился Ардан. – Вот, признаюсь, совсем излишний сюрприз! Объясните же, ученые друзья мои, что тут произошло?
– Это капля, милый Ардан, простая водяная капля. В мире без тяжести капли могут быть как угодно велики… Вспомни, что ведь только под влиянием тяжести жидкости принимают форму сосудов, льются в виде струй и т. д. Здесь же тяжести нет, жидкость предоставлена своим внутренним молекулярным силам и должна принять форму шара, как масло в знаменитом опыте Плато.
– Мне нет никакого дела до этого Плато с его опытами! Я должен вскипятить воду для бульона, и, клянусь, никакие молекулярные силы не остановят меня! – запальчиво воскликнул француз.
Он яростно принялся «выколачивать» воду над парящей в воздухе кастрюлей, – но, по-видимому, все было в заговоре против него. Большие водяные шары, достигнув кастрюли, быстро расползались по ее дну. Этим дело не кончалось: вода с внутренних стенок переходила на наружные, растекалась по ним – и вскоре вся кастрюля оказалась окутанной толстым водяным слоем. Кипятить воду в таком виде не было никакой возможности.
– Вот любопытный опыт, доказывающий, как велика сила сцепления, – спокойно объяснял взбешенному Ардану невозмутимый Николь. – Ты не волнуйся: ведь это – обыкновенное смачивание жидкостями твердых тел; только в данном случае тяжесть не мешает развиться этому явлению с полной силой.
– И очень жаль, что не мешает, – возражал Ардан. – Смачивание ли здесь или что-либо другое, но мне необходимо иметь воду внутри кастрюли, а не вокруг нее. Вот еще, новости какие! Ни один повар в мире не согласится варить бульон при подобных условиях!
– Ты легко можешь воспрепятствовать смачиванию, если оно так мешает тебе, – успокоительно вставил м-р Барбикен. – Вспомни, что вода не смачивает тел, покрытых хотя бы самым тонким слоем жира. Обмажь свою кастрюлю снаружи жиром, и ты удержишь воду внутри нее.
– Браво! Вот это я называю истинною ученостью, – обрадовался Ардан, приводя совет в исполнение.
– Но должен предупредить тебя, – добавил Барбикен, – что если ты смажешь также и внутреннюю часть кастрюли, то вода примет в кастрюле форму большой капли. Боюсь, что в таком виде тебе не удастся довести воду до кипения: вспомни знаменитый опыт с водой в сфероидальном состоянии, когда вода остается жидкой на докрасна раскаленной пластинке.
Но Ардан уже не слушал: он весь быль поглощен нагреванием воды на пламени газовой горелки.
Положительно все складывалось против желания Ардана. Газовая горелка – и та закапризничала: погорев полминуты тусклым пламенем, она потухла по необъяснимой причине.
Ардан возился вокруг горелки, терпеливо нянчился с пламенем, – но хлопоты не приводили ни к чему: пламя отказывалось гореть.
– Барбикен! Николь! Неужели же нет средств заставить это проклятое пламя гореть так, как ему полагается по законам вашей физики и по уставам газовых компаний? – взывал к друзьям обескураженный француз.
– Но здесь нет ничего необычайного и ничего неожиданного, – объяснил Николь. – Это пламя горит именно так, как полагается согласно физическим законам. А газовые компании… я думаю, все они разорились бы, если бы не было тяжести. При горении, как ты знаешь, образуются углекислота, водяной пар – словом, негорючие газы; обыкновенно эти продукты горения не остаются возле самого пламени: как теплые и, следовательно, более легкие, они поднимаются выше, а на место их притекает свежий воздух. Но здесь у нас нет тяжести – поэтому продукты горения остаются на месте своего возникновения, окружают пламя слоем негорючих газов и преграждают доступ свежему воздуху. Оттого-то пламя здесь так тускло горит и так быстро гаснет. Ведь действие огнетушителей на том и основано, что пламя окружается негорючим газом…
– Значит, по-твоему, – перебил француз, – если бы на земле не было тяжести, то не надо было бы и пожарных команд: всякий пожар потухал бы сам собой, так сказать, задыхался бы в собственном дыхании?
– Совершенно верно. А пока, чтобы помочь горю, зажги еще раз горелку и давай обдувать пламя. Нам, я надеюсь, удастся отогнать облекающие его газы и заставить его гореть «по-земному».
Так и сделали. Ардан снова зажег горелку и опять принялся за стряпню, не без злорадства следя за тем, как Николь с Барбикеном поочередно обдували и изо всех сил обмахивали пламя, чтобы непрерывно удалять от него продукты горения. В глубине души француз считал своих ученых друзей и их науку виновниками «всей этой кутерьмы».
– Вы, господа, – тараторил Ардан, – в некотором роде исполняете обязанности фабричной трубы, поддерживая тягу. Мне очень жаль вас, ученые друзья мои, но если мы хотим иметь горячий завтрак, придется подчиниться велениям законов вашей физики.
Однако прошло четверть часа, полчаса, час, – а вода в кастрюле и не думала закипать.
– Неужели пламя вместе с весом потеряло и свой жар? – удивлялся Ардан. – Я, кажется, никогда не дождусь, чтобы вода закипела.
– Дождешься, милый Ардан, мы с Николем ручаемся за это. Но тебе придется вооружиться терпением. Видишь ли, обыкновенная, весомая вода нагревается быстро только потому, что в ней происходит перемешивание слоев: нагретые нижние слои, как более легкие, поднимаются вверх; вместо них опускаются холодные верхние – и в результате вся жидкость быстро принимает высокую температуру. Случалось ли тебе когда-нибудь нагревать воду не снизу, а сверху? Тогда перемешивания слоев не происходит, потому что верхние, нагретые слои остаются на месте. Теплопроводность же воды ничтожна, и верхние слои можно даже довести до кипения, в то время как в нижних будут лежать куски нерастаявшего льда. В нашем мире без тяжести безразлично, откуда ни нагревать воду: круговорота в кастрюле возникать не может, и вода должна нагреваться очень медленно…
Не легко было стряпать при таких условиях. Ардан был прав, когда утверждал, что здесь спасовал бы самый искусный повар. Немало пришлось повозиться и при жарении бифштекса: надо было все время придерживать мясо вилкой, иначе упругие пары масла, образующиеся под бифштексом, выталкивали его из кастрюли, и недожаренное мясо летело «вверх», – если только можно употребить это выражение там, где не было ни «верха», ни «низа».