Змея и бабочка

Из почтовой карточки или из листа плотной бумаги вырежьте кружок величиной с отверстие стакана. Затем прорежьте его ножницами по спиральной линии в виде свернувшейся змеи, кончик хвоста змеи наложите, слегка подавив его сначала, чтобы сделать маленькую ямку в бумаге, на острие вязальной спицы, воткнутой в пробку. Завитки змеи при этом опустятся, образуя нечто вроде спиральной лестницы.

Теперь змея готова. Можно приступить к опытам с нею. Поместите ее около топящейся кухонной плиты: змея завертится, и тем проворнее, чем плита горячее. Вообще возле всякого горячего предмета — лампы, самовара — змея будет более или менее оживленно вращаться, вращаться без устали и остановки, пока предмет остается горячим. Очень быстро вертится змея, если подвесить ее над керосиновой лампой, продев через кончик хвоста нитку с узелком.

Что же заставляет змею вращаться? То же, что вращает крылья ветряной мельницы: ток воздуха. Возле каждого нагретого предмета есть течение теплого воздуха, поднимающегося вверх. Происходит этот ток оттого, что воздух при нагревании, как и все тела (кроме ледяной воды), расширяется и, значит, становится разреженнее, то есть легче. Окружающий воздух, более холодный, а следовательно, и более плотный и тяжелый, вытесняет его, заставляет его подниматься вверх, сам заступая его место, но, тотчас же нагревшись, он разделяет его участь и вытесняется новой порцией более холодного воздуха. Таким образом, каждый нагретый предмет порождает над собой восходящее течение воздуха, которое поддерживается все время, пока предмет теплее окружающего воздуха. Другими словами, от каждого нагретого предмета дует вверх незаметный теплый ветерок. Он-то и ударяет в завитки нашей бумажной змеи и заставляет ее вертеться, как ветер вертит крылья мельницы.

Вместо змеи можно заставить вращаться и бумажку иной формы — например, в виде бабочки.  Лучше вырезать ее из папиросной бумаги   и,   перевязав   посередине,   подвесить на очень тонкой ниточке или на волосе. Подвесьте такую бабочку над лампой, и она закружится, как живая. К тому же бабочка отбросит на потолок свою тень, которая будет повторять в усиленном виде все движения вращающейся бумажной бабочки. Человеку, не знающему, в чем тут дело, покажется, что в комнату залетела крупная черная бабочка и судорожно порхает под самым потолком.

Можно поступить еще и так: воткнуть иглу в пробку, положить вырезанную из бумаги бабочку на острие иглы, подперев ее в такой точке, чтобы бабочка держалась в равновесии (точку эту — центр тяжести нашей бабочки — придется отыскивать рядом проб). Бабочка быстро завертится, если вблизи находится какой-нибудь теплый предмет. К такой вертушке достаточно даже приблизить ладонь руки, чтобы вызвать довольно оживленное вращение.

С расширением воздуха при нагревании и с его восходящими теплыми течениями мы встречаемся положительно на каждом шагу.

Все знают, что в натопленной комнате самый теплый воздух скопляется у потолка, а самый холодный стекает к полу. Оттого нам и кажется зачастую, что дует снизу в ноги, когда комната еще недостаточно нагрелась. Если приоткрыть дверь из теплой комнаты в холодную, холодный воздух втекает снизу, а теплый вытекает вверху; пламя свечи возле двери укажет направление этих течений. Желая сохранить тепло в натопленной комнате, вы должны позаботиться о том, чтобы через щель под дверью не втекал холодный воздух. Для этого достаточно прикрыть эту щель ковриком или хотя бы даже просто газетным листом. Тогда теплый воздух, не вытесняемый снизу холодным, не сможет выходить через верхние щели комнаты.

А что такое тяга в печи или в фабричной трубе, как не восходящий ток теплого воздуха?

Мы могли бы еще сказать о теплых и холодных течениях в нашей атмосфере, о пассатах, муссонах, бризах и тому подобных ветрах, но это отвлекло бы нас слишком далеко.