Извечные загадки науки, стр. 37
гидросферы в атмосферу, или - превращение воды
в воздух и наоборот. Думается, что этот процесс ни-
чем в принципе не отличается от парообразования.
Он также полностью основан на энергетических пре-
вращениях, или, иными словами, подчинен действию
первого и второго начал термодинамики. Солнечная
энергия есть тот источник свободной энергии, кото-
рый преобразует воду в газообразное состояние, или в воздух, путем ее испарения. Процесс испаре-
ния, или превращения воды в газообразное состоя-
ние, есть процесс эндотермический, идущий при по-
глощении водой энергии извне. В природе источни-
ком этой энергии является Солнце. В результате
притока солнечной энергии, структура молекулы
жидкой воды преобразуется в структуру молекулы
воды-газа и затем - воздуха. Наоборот, отток энер-
гии превращает структуру молекулы жидкой воды
в структуру твердой воды - в лед. Таким образом, энергетические изменения в структурном состоянии
одного и того же вещества - воды, дают в итоге три
различные модификации одного и того же вещества
СН20 - жидкость, газ (в виде пара и воздуха) и лед.
При одинаковом химическом составе они имеют раз-
ные физические свойства.
Атмосфера в своем постоянном объеме представ-
ляет как бы среду, насыщенную паром-воздухом, ис-
паряющимся с поверхности водоемов, главным обра-
зом - океанов и морей. Испарение воды происходит
постоянно, и его интенсивность зависит от солнеч-
ной радиации, подводящей к поверхности воды из-
быток энергии, являющейся движущей силой пре-
162
вращения воды в пари в воздух. Вследствие этого
постоянно идущего процесса, время от времени про-
исходит то, что можно назвать перенасыщенностью
атмосферы. При определенных условиях среды из-
бытки испаряющейся воды конденсируют и возвра-
щаются на землю в виде осадков. Этот процесс носит
уже экзотермический характер: конденсируясь, воз-
дух (или пар) высвобохщает полученную им ранее
энергию и одновременно благодаря этому преобразу-
ется в иное агрегатное состояние, то есть в воду или
в лед (снег).
Проиллюстрировать (но не доказать!) данный
процесс можно на следующей простой модели. Возь-
мем пробирку, доверху наполненную водой, наденем
на нее легко растягивающийся баллон так, чтобы
внутри не осталось воздуха (лучше сделать это под
водой) и хорошо закрепим баллон на пробирке. Нач-
нем затем нагревать пробирку на огне до кипения во-
ды. При этом будет наблюдаться следующая картина: пары кипящей воды наполнят баллон и расширят его
до определенных пределов, соответствующих внеш-
нему атмосферному давлению и упругости баллона.
Данная система будет находиться в состоянии неко-
торой стабильности, пока источник внешней энергии
(огонь) будет продолжать работу по парообразова-
нию. В баллоне будет создан определенный объем
насыщенного газа-воздуха; весь же излишек образу-
ющегося пара, который не в' состоянии уже преодо-
леть внешнее атмосферное давление и сопротивле-
ние оболочки баллона к дальнейшему расширению, будет конденсировать с внутренних стенок баллона
вновь в пробирку, и так без конца, пока будут сохра-
няться заданные условия. Эта модель в принципе
адекватно отражает, на мой взгляд, реальную систе-
му вода-воздух-солнечная энергия, только в другом, естественно, температурном режиме и в иных мас-
штабах. Солнце нагревает воду, вода испаряется, пре-
163
вращаясь в газ-воздух, и заполняет им пространство
атмосферы до тех пределов, которые определяются
силой земного притяжения, а также силой сцепления
молекул воздуха, все более растягивающегося вверх, подобно пружине, по мере ослабления земного при-
тяжения. В результате, создается насыщенная та-
зом-воздухом среда. Избыточное же количество ис-
паряющейся воды, как уже было сказано, конденси-
рует вновь в воду и в форме соответствующих осад-
ков возвращается на землю. И так постоянно за вы-
четом тех безвозвратных потерь воды и воздуха, о ко-
торых говорилось выше. Отсюда очевидно, что миро-
вой океан есть главный источник воздушной атмо-
сферы. Исчезни он, и никакого воздуха на Земле уже
не будет, как нет его, скажем, на Марсе или Луне. От-
сюда так же понятно, что по мере высыхания мирово-
го океана - а процесс этот неумолимо идет, - будет
пропорционально уменьшаться и объем атмосферы, пока в каком-то отдаленном будущем не наступит ес-
тественный конец тому и другому, а следовательно, и жизни.
Несколько слов о таком свойстве воздуха как уп-
ругость. Когда говорят об упругости воздуха, то обычно имеется в виду его хорошо известная спо-
собность сжиматься подобно пружине - отсюда его
использование в различных пневматических приспо-
соблениях и механизмах. Но вследствие ошибочных
представлений о его составе и структуре, упускается
из виду другая его способность, которая неотрывна
от способности сжиматься, а именно: способность
растягиваться подобно пружине. Когда, скажем, воз-
дух выкачивается из какого-либо замкнутого прост-
ранства, то вопреки существующему мнению, проис-
ходит не образование пустоты, или вакуума, а проис-
ходит процесс, обратный сжатию воздуха, то есть
растягивание его молекулярных связей. Затрачивае-
мая при этом внешняя энергия превращается в кине-
164
тическую энергию растянутых, подобно пружине, молекулярных связей воздуха, стремящихся занять
прежнее положение. Энергия этих растянутых свя-
зей может достигать колоссальной силы, по крайней
мере, не меньшей, чем при его сжатии. Каждый, ви-
димо, помнит из школьных учебников знаменитые
опыты Герике с соединенными полушариями, из ко-
торых выкачан воздух. Сила растянутых молекуляр-
ных связей, стремящихся восстановить свое первона-
чальное положение, была настолько велика, что две
упряжки лошадей не могли растащить полушария.
Подобного рода опыты дали ученым прошлого осно-
вание для вывода о том, что природа не любит пусто-
ты. Думается, что оно не имеет никакой научной цен-
ности, ибо понятие «пустота» само есть пустое, и ровным счетом ни о чем не говорит. Не может
в данном случае спасти положение и объяснение рас-
сматриваемого явления силой внешнего атмосфер-
ного давления. Давление атмосферы, как и давление
воды, на размещенные в них тела действуют во всех
направлениях равномерно, а посему эти тела факти-
чески не испытывают и не ощущают его. Если бы это
было не так, то атмосфера придавила бы своей тяже-
стью все тела к земле, не дав им возможности дви-
гаться. Однако ни камень, лежащий на дороге, ни крыша дома, ни животное, ни легкая пушинка, ни летящий в небе воздушный шарик не чувствуют
на себе никакого давления воздуха. И если тот же
шарик, долетев до определенных высот, разрывается, то вовсе не от внешнего давления, а от давления рас-
тягивающихся молекулярных связей воздуха внутри
него в соответствии с их растяжением в атмосфере на
больших высотах.
В опытах с полушариями Герике, и вообще с раз-
реженным воздухом, как, скажем, в не менее извест-
ных опытах Торичелли, действуют не сила давления
внешней атмосферы на «пустоту», а энергия растя-
165
нутых как пружина молекулярных связей воздуха.
Особенно наглядно это можно видеть во всех ртут-
ных барометрах. Пространство между ртутью
и верхним концом стеклянного сосуда содержит во-
все не пустоту («торичеллеву»), а «пружинку» рас-
тянутых молекулярных связей воздуха. Именно по
этой причине ртуть так легко реагирует на малей-
шие колебания внешнего атмосферного давления.
Именно поэтому ртуть вообще держится в сосуде
в соответствующем положении - ее держит там
в определенном равновесии сила молекулярного
сцепления растянутого, как пружина, воздуха рас-
положенного в пространстве меэКду ртутью и стен-
ками сосуда.
И последнее. Как из факта постоянства состава
воздуха, так и предположения о том, что воздух есть
иное агрегатное состояние воды, следует важный вы-
вод, вполне согласующийся с этими двумя обстоя-
тельствами, а именно: атмосфера