«Первые уроки натурфилософии для начинающих»

Откуда мы знаем, что вода — плохой проводник теплоты?

Потому что воду можно заставить кипеть на поверхности, не расплавив лед на небольшом расстоянии под поверхностью.

Откуда мы знаем, что воздух — плохой проводник теплоты?

Потому что воздух у потолка комнаты можно сделать очень теплым, не расплавив лед у пола.

Почему льняная рубашка кажется прохладной?

Потому что лен — хороший проводник, и среди его волокон мало воздуха.

Почему хлопковая рубашка теплее, чем сделанная из льна?

Потому что хлопок содержит больше воздуха среди своих волокон, а воздух — плохой проводник теплоты.

Почему шерстяная рубашка теплее, чем сделанная из хлопка?

Потому что шерсть содержит больше воздуха среди своих волокон и поэтому является более плохим проводником теплоты.

Почему мех теплее шерсти?

Потому что среди волосков меха больше воздуха, и поэтому он является более плохим проводником теплоты.

Какой мех самый теплый?

Мех с очень тонкими волосками, как у кролика, потому что он содержит больше всего воздуха.

Почему мех теплее, когда волоски обращены к нашему телу?

Потому что мех и воздух в нем помогают удерживать теплоту наших тел от быстрого ухода.

Является ли земля хорошим проводником теплоты?

Нет; земля — плохой проводник теплоты.

Откуда мы знаем, что земля — плохой проводник теплоты?

Потому что летняя теплота прогревает землю лишь на несколько дюймов ниже поверхности.

Как обстоят дела с землей зимой?

В этой широте зимний мороз достигает лишь нескольких дюймов ниже поверхности земли.

Во всех частях земли, кроме холодных поясов, летняя теплота убирает мороз и лед зимы, и земля прогревается, чтобы могли расти растения.

Почему родниковая вода обычно прохладная даже летом?

Потому что родники в основном находятся так далеко под поверхностью земли, что они не прогреваются солнечными лучами.

Почему снег служит теплым укрытием для земли?

Потому что воздух между частицами снега препятствует быстрому уходу тепла из земли.

Почему обертывание соломой насоса зимой предотвращает замерзание воды в нем?

Потому что стебли соломы полые, и воздух в них делает их плохими проводниками тепла.

Предотвратит ли замерзание кустарника солома, обернутая вокруг него?

Предотвратит; потому что она удерживает тепло кустарника, не давая ему уходить в воздух.

Почему в комнатах с двойными окнами теплее?

Потому что воздух, заключенный между двойными окнами, являясь плохим проводником, препятствует выходу тепла из комнаты.

Почему пространство между двойными стенками холодильников для льда заполняют древесным углем?

Потому что древесный уголь — плохой проводник, и он защищает лед от тепла воздуха.

Почему у ледников двойные стены, а между ними опилки или солома?

Потому что и опилки, и солома являются плохими проводниками и защищают лед от тепла воздуха.

Почему лед тает медленнее, если его завернуть во фланель?

Потому что фланель — плохой проводник, и она защищает лед от тепла воздуха.

Почему для плиты используют шерстяные прихватки?

Потому что шерсть — плохой проводник, и поэтому она защищает руку от ожога при соприкосновении с горячим железом.

Конвекция тепла.

Что происходит с воздухом у пола комнаты, когда он нагревается?

Он поднимается к потолку комнаты.

Что происходит с холодным воздухом у потолка?

Он опускается к полу, чтобы занять место теплого воздуха.

Когда воздух поднимается к потолку, переносит ли он с собой тепло?

Да; он переносит с собой тепло.

Как называется этот способ переноса тепла?

Он называется конвекцией.

Что необходимо для нагревания вещества путем конвекции?

Его частицы должны иметь возможность свободно перемещаться.

Почему воздух легко нагревается путем конвекции?

Потому что частицы воздуха свободно перемещаются.

Почему жидкость легко нагревается путем конвекции?

Потому что ее частицы свободно перемещаются.

Почему твердое тело нельзя нагреть путем конвекции?

Потому что его частицы не могут перемещаться.

Что происходит с водой у дна сосуда, когда ее нагревают?

Она поднимается к поверхности.

Что происходит с холодной водой у поверхности?

Она опускается на дно сосуда, чтобы занять место теплой воды.

Как долго будет продолжаться эта циркуляция?

Она будет продолжаться до тех пор, пока тепло подводится к дну сосуда.

Что происходит, когда тепло подводится к поверхности воды?

Нагревается только вода у поверхности.

Почему при этом не нагревается вся вода в сосуде?

Потому что вода при нагревании становится легче и остается у поверхности, в то время как холодная вода тяжелее и остается на дне сосуда.

Где нужно подводить тепло, чтобы согреть жидкость или газ?

Его нужно подводить к дну сосуда, содержащего жидкость или газ.

Где должен находиться огонь, чтобы согреть комнату?

Огонь должен находиться у пола комнаты.

Почему горячее вещество быстро остывает на воздухе?

Потому что воздух, соприкасающийся с веществом, поднимается, как только нагревается, а его место занимает холодный воздух; поскольку этот процесс идет быстро, вещество быстро охлаждается.

Как вода охлаждается путем конвекции?

Вода у поверхности охлаждается, отдавая свое тепло воздуху; затем она опускается на дно, а теплая вода поднимается, чтобы занять ее место у поверхности.

Почему помешивание горячего кофе быстро охлаждает его?

Потому что горячий кофе со дна сосуда быстрее приводится в соприкосновение с воздухом и, следовательно, быстрее отдает свое тепло.

Почему дутье на горячий кофе быстро охлаждает его?

Потому что горячий воздух над кофе удаляется при дутье, и холодный воздух быстрее приводится в соприкосновение с кофе.

Разжижение.

Лед — это твердое тело или жидкость?

Лед — это твердое тело.

Что происходит со льдом, когда к нему подводится тепло?

Лед превращается в воду.

Является ли вода жидкостью?

Вода — это жидкость.

Как же тогда твердое тело может превратиться в жидкость?

При подведении тепла к твердому телу оно может превратиться в жидкость.

Что подразумевается под разжижением?

Разжижение — это превращение твердого тела в жидкость под воздействием тепла.

Как можно расплавить сало?

Нагревая сало, его можно расплавить.

Станет ли сало снова твердым, когда остынет?

Оно снова станет твердым, когда остынет.

Можно ли расплавить свинец и другие металлы?

Их можно расплавить или перевести в жидкое состояние с помощью тепла.

Можно ли превратить в жидкости все твердые тела?

Нет; существует много твердых тел, таких как дерево, уголь, бумага и кожа, которые нельзя превратить в жидкости.

Как можно превратить жидкость в твердое тело?

Забирая тепло у жидкости, ее можно превратить в твердое тело.

Почему твердое тело плавится от тепла?

Потому что тепло раздвигает частицы твердого тела, пока оно не превратится в жидкость.

Скрытая теплота.

Почему теплое железо кажется руке теплым?

Потому что оно отдает часть своего тепла руке.

Чувствует ли рука тепло, исходящее от железа?

Рука чувствует это тепло.

Как тогда можно назвать это тепло?

Его можно назвать ощутимым теплом, потому что его можно почувствовать.

Как мы измеряем тепло?

Мы измеряем тепло в градусах.

Сколько градусов тепла во льду при температуре плавления?

Тридцать два градуса тепла, как измеряется термометром.

Как мы можем превратить лед в воду?

Подводя тепло ко льду, он превратится в воду.

Сколько градусов тепла необходимо, чтобы превратить лед в воду?

Необходимо сто сорок градусов тепла.

Сколько градусов тепла в воде, когда весь лед растаял?

Только тридцать два градуса тепла по термометру.

Кажется ли вода теплее льда на ощупь?

Нет; вода не кажется теплее льда.

Куда делись сто сорок градусов тепла?

Они скрылись в воде.

Как называется это скрытое тепло?

Оно называется скрытой теплотой.

Что такое скрытая теплота?

Это тепло, которое не ощущается на ощупь или термометром.

Когда воду заставляют кипеть, какое изменение происходит?

Вода превращается в пар.

Сколько градусов тепла необходимо, чтобы превратить воду в пар?

Необходимо более девятисот градусов тепла.

Сколько градусов скрытой теплоты в паре?

Более девятисот градусов скрытой теплоты.

Когда пар снова превращается в воду, что происходит со скрытой теплотой?

Она переходит в воздух и окружающие предметы, делая их теплее.

Когда вода превращается в лед, что происходит со скрытой теплотой?

Она переходит в окружающие предметы и делает их теплее.

Является ли замерзание процессом нагревания?

Да; потому что вода отдает свою скрытую теплоту во время замерзания; следовательно, окружающие предметы становятся теплее.

Является ли оттаивание процессом охлаждения?

Да; потому что лед поглощает так много тепла во время оттаивания, что охлаждает окружающие предметы.

Откуда лед берет тепло во время оттаивания?

Лед берет тепло из окружающих предметов.

Становятся ли эти предметы холоднее от таяния льда?

Они становятся холоднее от таяния льда.

Какое действие оказывает соль на лед?

Соль заставляет лед таять быстрее.

Когда соль и лед помещают вокруг сосуда со сливками, что происходит?

Соль заставляет лед быстро таять, а лед при таянии забирает так много тепла у сливок, что они замерзают, превращаясь в мороженое.

Кипение.

Что подразумевается под кипением?

Кипение означает бурление.

Когда жидкость находится в состоянии кипения?

Когда она нагрета до такой степени, что кипит.

Можно ли заставить кипеть твердые тела?

Нет; кипеть могут только жидкости.

Какое изменение происходит, когда жидкость кипит?

Жидкость превращается в пар или газ.

Что происходит с водой, когда ее кипятят?

Вода при кипячении превращается в пар.

Что необходимо, чтобы заставить воду кипеть?

Тепло необходимо для кипячения воды или любой другой жидкости.

Сколько тепла содержится в кипящей воде?

Двести двенадцать градусов тепла.

Когда вода превращается в пар, насколько увеличивается ее объем?

Примерно в семнадцатьсот раз.

Сколько пара получится из пинты воды?

Из пинты воды получится около семнадцатисот пинт пара.

Что содержат пузырьки кипящей воды?

Они содержат пар.

Почему образуются эти пузырьки?

Потому что вода на дне сосуда нагревается и превращается в пар, который расширяется и образует пузырьки.

Почему эти пузырьки поднимаются к поверхности?

Потому что пар легче воды.

Когда вода томится?

Когда вода нагревается, пар сначала образуется в виде очень маленьких пузырьков на дне сосуда, и по мере того, как эти пузырьки поднимаются через более холодную воду, пар в них конденсируется в воду, так что они лопаются, не достигая поверхности, что и называется «томлением».

Когда вода кипит?

Вода кипит, когда она нагревается настолько, что пузырьки поднимаются к поверхности воды, прежде чем лопнуть.

Почему полный сосуд с водой перельется через край при нагревании?

Потому что вода расширяется от тепла, и часть ее должна вылиться.

Почему вода выкипает через край, когда сосуд не полон?

Потому что пар, пытаясь вырваться, выбрасывает часть воды через край сосуда.

Парообразование.

Когда воду кипятят, какому изменению она подвергается?

Она превращается в пар, называемый паром.

Как называется этот процесс?

Он называется парообразованием.

Что подразумевается под парообразованием?

Парообразование — это превращение жидкости в пар путем кипячения.

Что необходимо для превращения жидкости в пар?

Тепло необходимо для превращения жидкости в пар.

При какой температуре вода превращается в пар?

При температуре двести двенадцать градусов.

Все ли жидкости превращаются в пар при одной и той же температуре?

Нет; они сильно различаются по количеству необходимого тепла.

Эфир кипит при 96 градусах, спирт — при 176 градусах, а ртуть — при температуре 662 градуса.

Когда вода превращается в пар, что происходит с паром?

Пар уходит в воздух.

Что воздух делает с паром?

Воздух конденсирует его или превращает в очень маленькие частицы воды, так что он становится виден как туман или облако.

Можно ли увидеть пар?

Нет; пар в этом отношении подобен воздуху, и его нельзя увидеть.

Как мы можем это доказать?

Когда вода кипит в стеклянном сосуде, пар не виден, хотя он там есть.

Разве мы не видим пар, выходящий из носика чайника?

Нет; мы ничего не видим на расстоянии полдюйма или более от носика.

Почему он становится видимым дальше?

Потому что воздух конденсирует его, и тогда мы видим его в облакообразном состоянии.

Сколько пара получится из одного галлона воды?

Из одного галлона воды получится семнадцатьсот галлонов пара.

Когда этот пар заключен в сосуде, что он пытается сделать?

Он пытается расшириться или распространиться во всех направлениях.

Расширяется ли он с большой силой?

Да; он расширяется с такой силой, что часто разрывает сосуд, в котором находится.

Почему крышка чайника приподнимается, когда вода кипит?

Потому что пар расширяется и поднимает крышку, чтобы выйти наружу.

Если бы крышку закрепили, что бы произошло?

Пар, пытаясь вырваться, разорвал бы чайник.

Почему вода вытекает из носика чайника?

Потому что пар в чайнике давит на воду с силой, достаточной для того, чтобы заставить ее вытечь.

Почему пар разрывает сосуды, в которых он заключен?

Потому что сосуды недостаточно прочны, чтобы удержать пар от расширения.

Как котел паровой машины защищают от разрыва?

С помощью предохранительного клапана.

Что такое предохранительный клапан?

Это клапан или отверстие, через которое может выходить пар.

Что мешает всему пару выйти через клапан?

Клапан удерживается закрытым грузом, который предотвращает выход пара до тех пор, пока в котле не образуется определенное его количество; затем он приподнимает клапан, и часть пара выходит, так же как это происходит с крышкой чайника.

Испарение.

Остается ли мокрое одеяло мокрым, если его повесить на воздух?

Нет; оно скоро высыхает.

Что происходит с водой в одеяле?

Вода уходит в воздух.

Как называется этот процесс?

Он называется испарением.

Что подразумевается под испарением?

Это постепенное превращение жидкости в пар.

Когда воду оставляют в неглубоком сосуде, что с ней происходит?

Вода испаряется или уходит в воздух.

Испаряются ли жидкости вообще?

Да; при воздействии воздуха почти все жидкости испаряются.

Превращается ли вода в пар, когда она испаряется?

Вода не превращается в пар, когда она испаряется.

Как же тогда вода испаряется?

Она уходит в воздух в виде частиц или капель, настолько малых, что они невидимы.

Происходит ли испарение постоянно вокруг нас?

Да; везде, где вода подвергается воздействию воздуха, происходит испарение.

Где происходит наибольшее испарение?

С поверхности рек, озер и океана.

Что происходит с водой при испарении?

Она образует туманы и облака.

В каком воздухе испарение происходит наиболее быстро?

В воздухе, который теплый и сухой.

Происходит ли испарение в прохладном воздухе?

Происходит; потому что одежда сохнет даже в самую холодную зимнюю погоду.

Почему вода испаряется больше в теплом воздухе, чем в холодном?

Потому что теплый воздух может удерживать больше мелких частиц воды и, следовательно, может поглотить больше.

Почему вода испаряется медленнее в сырую погоду, чем в сухую?

Потому что сырой воздух содержит так много влаги, что в него может уйти лишь немного больше.

Какой пример этого у нас есть?

Мокрая одежда сохнет гораздо медленнее, когда воздух сырой, чем когда он сухой.

Почему одежда сохнет быстрее в ветреную погоду?

Потому что сырой воздух, соприкасающийся с ней, сдувается, и его постоянно заменяет сухой воздух.

Необходимо ли тепло для испарения?

Тепло необходимо для испарения.

Почему наши руки кажутся холодными, когда они мокрые?

Потому что вода на наших руках испаряется, и таким образом тепло забирается у них.

Почему воздух становится прохладнее после дождя?

Потому что испарение происходит с каждого мокрого предмета, и это поглощает тепло из воздуха.

Почему поливка улиц и дорог охлаждает воздух?

Потому что вода испаряется и поглощает тепло из воздуха, делая его прохладнее.

Почему мы чувствуем холод, когда наша одежда мокрая?

Потому что влага в ней испаряется и поглощает тепло из наших тел.

Почему влажная земля всегда холодная?

Потому что так много тепла поглощается из земли при испарении, которое постоянно происходит.

Что происходит с росой, которая собирается на растениях и других предметах ночью?

Она испаряется.

Как солнце ускоряет испарение росы?

Поставляя тепло, необходимое для превращения росы в пар, солнце ускоряет ее испарение.

Почему хлеб и бисквиты становятся твердыми, если полежат несколько дней?

Потому что влага в них уходит в воздух, и поэтому они становятся сухими и твердыми.

Как их можно дольше сохранить влажными и мягкими?

Храня их в закрытом сосуде, чтобы испарение происходило медленнее, их можно дольше сохранить влажными.

Излучение.

Когда мы стоим рядом с огнем, почему мы чувствуем тепло?

Потому что огонь излучает тепло, которое заставляет нас чувствовать тепло.

Как огонь излучает тепло?

Он излучает тепло по прямым линиям и во всех направлениях.

Как называется это испускание тепла?

Оно называется излучением тепла.

Излучает ли солнце тепло?

Солнце излучает или испускает как тепло, так и свет.

Как тепло и свет от солнца доходят до нас?

Они приходят вместе в солнечном луче.

Распространяется ли тепло так же быстро, как свет?

Yes; heat and light travel together at the rate of 200,000 miles in a second of time.

Все ли вещества излучают тепло одинаково хорошо?

Нет; некоторые вещества являются гораздо лучшими излучателями, чем другие.

Какие предметы являются лучшими излучателями?

Те, у которых шероховатые и темные поверхности.

Какие предметы являются худшими излучателями?

Те, у которых гладкие и блестящие поверхности.

Почему вода долго остается горячей в блестящем оловянном сосуде?

Потому что олово — плохой излучатель, и оно препятствует уходу тепла воды в воздух.

Почему вода быстро остывает в тусклом глиняном сосуде?

Потому что глиняный сосуд — хороший излучатель, и он быстро отдает тепло воды.

Если блестящий оловянный сосуд покрасить, будет ли вода оставаться горячей так же долго?

Нет; олово становится хорошим излучателем, когда его красят, и вода быстро остывает.

Почему печь остывает так быстро?

Потому что железо — хороший излучатель, и оно быстро отдает свое тепло.

Излучают ли лучи солнца много тепла, проходя через воздух?

Лучи солнца отдают около одной четверти своего тепла, проходя через воздух.

Что происходит с оставшимся теплом от солнца?

Оно поглощается или отражается от поверхности земли.

Что земля делает с теплом?

Земля излучает тепло и таким образом нагревает воздух.

Отражение.

Когда кусок блестящего олова держат рядом с огнем, становится ли олово горячим?

Нет; олово едва нагревается.

Что олово делает с лучами тепла от огня?

Олово отбрасывает их назад от своей поверхности.

Как это называется?

Это называется отражением тепла.

Все ли вещества отражают тепло одинаково хорошо?

Нет; некоторые отражают гораздо больше тепла, чем другие.

Какие предметы отражают тепло лучше всего?

Те, у которых блестящие и гладкие поверхности.

Какие предметы отражают тепло хуже всего?

Те, у которых шероховатые и темные поверхности.

Отражает ли блестящее олово тепло лучше, чем стекло?

Да; блестящее олово отражает примерно в восемь раз больше тепла, чем стекло.

Почему так долго нагревается вода в новой оловянной чашке?

Потому что блестящее олово — хороший отражатель, и оно отбрасывает большую часть лучей тепла, которые приходят к нему от огня.

Почему кусок олова или другого блестящего металла, положенный под печь, защищает ковер от возгорания?

Потому что олово, будучи хорошим отражателем, остается холодным и не может сжечь ковер под ним.

Почему кусок железа не защитит ковер от возгорания?

Потому что железо, будучи плохим отражателем, быстро нагревается настолько, что сжигает ковер под ним.

Поглощение.

Когда кусок железа держат рядом с огнем, становится ли железо горячим?

Да; железо быстро становится горячим.

Как нагревается железо?

Железо поглощает или вбирает тепло от огня.

Как называется эта способность вбирать тепло?

Она называется поглощением тепла.

На что похож этот процесс?

Он чем-то похож на губку, которая впитывает или всасывает влагу.

Все ли вещества поглощают тепло одинаково хорошо?

Нет; некоторые вещества поглощают больше тепла, чем другие.

Какие предметы поглощают тепло лучше всего?

Те, у которых шероховатые поверхности, поглощают тепло лучше всего.

Какие предметы поглощают тепло хуже всего?

Те, у которых блестящие и гладкие поверхности.

Предметы какого цвета поглощают тепло лучше всего?

Предметы темного или черного цвета.

Излучают ли хорошо те предметы, которые хорошо поглощают тепло?

Да; хорошие поглотители являются хорошими излучателями.

Почему это так?

Потому что каждое вещество должно поглотить тепло, прежде чем у него появится тепло, которое можно отдать.

Отражают ли хорошо те предметы, которые хорошо поглощают тепло?

Нет; предметы, которые хорошо поглощают тепло, не могут хорошо его отражать.

Почему это так?

Потому что луч тепла не может быть отражен от предмета и поглощен этим предметом одновременно.

Почему вода быстро нагревается в чайнике?

Потому что шероховатое, темное железо чайника поглощает тепло от огня и быстро отдает его воде, находящейся в чайнике. Железо также является хорошим проводником тепла; поэтому тепло от огня быстро проходит через него к воде.

Почему черная ткань, расстеленная на снегу, заставляет снег таять быстрее?

Потому что ткань поглощает тепло от лучей солнца и, следовательно, плавит снег под собой.

Почему белый муслин, расстеленный на снегу, не ускоряет его таяние?

Потому что белый муслин отражает тепло от лучей солнца, так что лишь малая его часть проникает в снег.

Получает ли снег много тепла от солнца?

Снег — хороший отражатель, и он отбрасывает большую часть тепла от солнца.

Что заставляет снег таять?

Тепло, которое он получает от соприкосновения с землей, заставляет большую его часть таять.

Почему снег тает сначала на темной земле?

Потому что темная земля — хороший излучатель, и она отдает много тепла снегу.

Почему снег дольше всего остается на светлой земле?

Потому что светлая земля — плохой излучатель, и она отдает мало тепла снегу.

Почему воздух кажется холодным зимой?

Потому что он гораздо холоднее наших тел, поэтому быстро поглощает тепло от них и таким образом заставляет их чувствовать холод.

Почему воздух кажется теплым летом?

Потому что он тогда почти такой же теплый, как наши тела, и, следовательно, медленно поглощает тепло от них.

Почему жирные ботинки теплее, чем те, что начищены ваксой?

Потому что жирные ботинки поглощают тепло от солнца, а начищенные ботинки отбрасывают тепло солнца путем отражения.

Что мы можем запомнить о тепле?

И сказал Бог: да будет свет; и стал свет. Но вместе со светом пришел его спутник — тепло; ибо когда солнечный луч впервые появился по Его повелению, сестры-близнецы, свет и тепло, вместе коснулись земли, заставив ее расцвести жизнью и красотой. И произвела земля траву, зелень, сеющую семя по роду ее, и дерево, приносящее плод: И увидел Бог, что это хорошо.

ГЛАВА IV. Воздух.

Где мы находим воздух?

Мы находим воздух повсюду вокруг земли.

Заполняет ли воздух каждое место?

Воздух заполняет каждое место, не занятое каким-либо другим веществом.

Когда мы говорим, что бутылка пуста, что мы имеем в виду?

Мы имеем в виду, что в ней нет ничего, кроме воздуха.

Что содержат все сосуды, когда они пусты?

Все сосуды содержат воздух, когда кажутся пустыми.

Содержат ли все жидкости воздух?

Да; все жидкости содержат воздух.

Где находится воздух в жидкости?

Воздух находится среди частиц, составляющих жидкость.

Есть ли воздух в воде?

Да; в воде есть воздух.

Для чего используется воздух в воде?

Он используется рыбами и другими существами, которые живут в воде.

Как рыбы и другие существа используют его?

Они вдыхают его в свои легкие, и он поддерживает в них жизнь, так же как воздух, которым мы дышим, поддерживает жизнь в нас.

Содержат ли твердые тела воздух?

Да; твердые тела содержат больше или меньше воздуха.

Где находится воздух в мехе и шерсти?

Он находится среди волосков меха и шерсти.

Где находится воздух в хлопчатобумажных и льняных изделиях?

Он находится среди волокон хлопка и льна.

Где находится воздух во фруктах?

Он находится среди частиц, составляющих фрукт.

Где находится воздух в дереве?

Он находится в порах или маленьких пространствах в дереве.

Есть ли воздух в земле?

Да; воздух есть среди частиц земли.

Как глубоко в землю проникает воздух?

Мы не можем сказать; но и воздух, и вода были найдены на глубине нескольких сотен футов под поверхностью земли.

Для чего используется воздух в земле?

Им дышат черви и другие существа, которые живут в земле.

Когда часть воздуха забирается из комнаты, что происходит с воздухом, оставшимся в комнате?

Он расширяется, чтобы заполнить всю комнату.

Находятся ли частицы воздуха так же близко друг к другу после расширения, как были до него?

Они находятся не так близко друг к другу.

Когда воздух таким образом расширяется, что о нем говорят?

Говорят, что он разреженный.

Когда на воздух в сосуде оказывается давление, что происходит с воздухом?

Он вдавливается или сжимается в меньшее пространство и, следовательно, занимает меньше места.

Когда на воздух оказывается давление, находятся ли его частицы ближе друг к другу?

Они находятся ближе друг к другу.

Когда воздух таким образом сжат, что о нем говорят?

Говорят, что он плотный.

Можно ли сильно сжать воздух давлением?

Он был сжат настолько, что 100 кубических футов воздуха были уменьшены до объема всего в один кубический фут.

Что делает воздух таким плотным, как он есть у поверхности земли?

Давление воздуха над поверхностью.

Становится ли воздух менее плотным, чем выше мы поднимаемся?

Да; потому что сверху меньше воздуха, который давит на него.

Становится ли воздух более плотным, чем глубже мы уходим в землю?

Становится; потому что сверху больше воздуха, который давит на него.

Как мы можем это понять?

В большой куче шерсти волоски шерсти внизу кучи сжаты плотно друг к другу, но они находятся все дальше и дальше друг от друга, чем ближе они к вершине кучи.

Как высоко простирается воздух над землей?

Предполагается, что он простирается на высоту пятидесяти миль.

Давят ли эти пятьдесят миль воздуха на землю?

Они давят на землю.

С какой силой воздух давит на землю?

С силой пятнадцати фунтов на каждый квадратный дюйм поверхности.

Значит, воздух имеет вес?

Воздух имеет вес.

Почему мы не чувствуем вес воздуха?

Потому что он давит с равной силой во всех направлениях; вверх, вниз и со всех сторон.

Как мы можем показать, что воздух давит вверх?

Наполните стакан водой и положите кусок писчей бумаги сверху. Придержите руку на бумаге и быстро переверните стакан, или поверните его дном вверх; затем уберите руку, и давление воздуха на бумагу удержит воду в стакане. Это показано на рис. 12.

Рис. 12.

Если стакан наполнить водой в ведре, а затем поднять дном вверх так, чтобы его край был чуть ниже поверхности воды, он останется полным воды; почему это так?

Давление воздуха на воду в ведре удерживает воду в стакане.

Если мы используем железную или свинцовую трубу вместо стакана, удержит ли давление воздуха воду в трубе?

Удержит, так же как оно удерживает ее в стакане.

Как высоко воздух удержит воду в трубе?

Он удержит воду на высоте тридцати четырех футов.

Почему воздух удерживает воду на высоте тридцати четырех футов?

Потому что воздух давит вниз с силой пятнадцати фунтов на каждый квадратный дюйм поверхности, а столб воды высотой тридцать четыре фута давит вниз с силой пятнадцати фунтов на каждый квадратный дюйм поверхности.

Уравновешивает ли вес воздуха точно вес столба воды?

Уравновешивает; они уравновешивают друг друга.

Тяжелее ли вода, чем воздух?

Вода тяжелее воздуха; потому что столб воды высотой тридцать четыре фута весит столько же, сколько столб воздуха высотой пятьдесят миль.

Тяжелее ли ртуть, чем вода?

Да; ртуть примерно в тринадцать раз тяжелее воды.

Какой высоты столб ртути может удержать воздух?

Воздух может удержать столб ртути высотой всего тридцать дюймов.

Почему это так?

Потому что столб ртути высотой тридцать дюймов весит ровно столько же, сколько столб воздуха высотой пятьдесят миль или столб воды высотой тридцать четыре фута.

Как это можно показать?

Возьмите стеклянную трубку длиной около тридцати трех дюймов, заткните один конец пробкой и наполните трубку ртутью; затем опустите открытый конец трубки под поверхность ртути в чаше, и ртуть в трубке опустится до высоты тридцати дюймов, как показано на рис. 13.

Рис. 13.

Если вынуть пробку из стеклянной трубки, что произойдет с ртутью?

Она немедленно опустится в чашу внизу.

Почему ртуть опустится в чашу?

Потому что воздух тогда будет давить на ртуть в трубке так же, как он давит на ртуть в чаше; следовательно, вся ртуть опустится до одного уровня.

Меняется ли вес воздуха в разное время?

Да; воздух действительно меняется в весе в разное время.

Как мы можем узнать, когда воздух меняется в весе?

С помощью барометра.

Что такое барометр?

Это прибор, имеющий трубку, наполненную ртутью.

Когда воздух тяжелее, как это влияет на ртуть?

Ртуть поднимается в трубке.

Когда воздух легче, как это влияет на ртуть?

Ртуть опускается в трубке.

Какова польза барометра?

Он показывает изменения, которые должны произойти в погоде.

Когда ртуть поднимается, какая погода предсказывается?

Это указывает на ясную погоду.

Когда ртуть опускается, какая погода предсказывается?

Это указывает на облачную или штормовую погоду.

Где барометр наиболее полезен?

Он наиболее полезен в море, чтобы предупреждать моряков о приближающихся штормах.

Какая от него польза фермерам?

Они могут использовать его как руководство при посадке и сборе урожая и, таким образом, быть лучше подготовленными к штормовой погоде.

Для чего еще может использоваться барометр?

Он может использоваться для определения высоты или глубины какого-либо места.

Становится ли воздух более разреженным по мере нашего подъема?

Воздух действительно становится более разреженным по мере нашего подъема.

Как это влияет на барометр?

По мере того как воздух становится более разреженным, ртуть в барометре опускается ниже.

На какой высоте находится ртуть на уровне моря?

Она находится на высоте тридцати дюймов.

When we ascend a mountain 10,000 feet high, how much does the quicksilver sink?

Она опускается на десять дюймов и, следовательно, находится на высоте всего двадцать дюймов.

Происходит ли то же самое, когда мы поднимаемся на воздушном шаре?

Да; чем выше поднимается воздушный шар, тем ниже опускается ртуть в барометре.

Когда мы спускаемся в шахты, вырытые в земле, становится ли воздух тяжелее?

Да; и ртуть в барометре поднимается.

При какой температуре кипит вода?

Вода кипит при температуре двести двенадцать градусов.

Будет ли вода кипеть при более низкой температуре, если снять давление воздуха?

Тогда вода будет кипеть при более низкой температуре.

Где вода будет кипеть при самой низкой температуре: на горе или в долине?

Она будет кипеть при самой низкой температуре на горе.

Насколько ниже будет температура кипения воды по мере нашего подъема?

Вода будет кипеть при температуре на один градус ниже на каждые пятьсот футов подъема.

На какой высоте находится город Кито в Южной Америке?

Кито находится на высоте девяти тысяч футов над уровнем моря.

При какой температуре там кипит вода?

В Кито вода кипит при температуре сто девяносто четыре градуса.

Сварится ли яйцо вкрутую в Кито?

Нет; потому что вода превращается в пар при ста девяноста четырех градусах, а для того, чтобы сварить яйцо вкрутую, требуется температура выше ста девяноста четырех градусов.

Испытывают ли люди, поднимающиеся на горы, часто трудности при приготовлении пищи?

Да, из-за того, что вода там кипит при температуре ниже двухсот двенадцати градусов.

Что такое вакуум?

Вакуум — это пространство, которое не содержит ничего, даже воздуха.

Если в сосуде была вода и мы вылили ее, образуется ли при этом вакуум?

Нет; потому что внутрь проникает воздух и заполняет сосуд.

Как же тогда можно создать вакуум?

Вакуум в каком-либо месте можно создать, только откачав из него воздух.

Когда создается вакуум, что пытается сделать окружающий воздух?

Он пытается проникнуть внутрь, чтобы заполнить вакуум.

С какой силой воздух пытается заполнить вакуум?

С силой пятнадцать фунтов на каждый квадратный дюйм поверхности.

Когда вакуум создается в контакте с жидкостью, что делает жидкость?

Жидкость пытается проникнуть внутрь, чтобы заполнить вакуум.

Может ли существовать вакуум в контакте с газом или жидкостью?

Нет; потому что газ или жидкость мгновенно заполнят пустое пространство.

Почему вода издает булькающий звук, когда ее выливают из бутылки?

Потому что воздух проходит в бутылку в то же время, когда вода вытекает, и этот воздух при прохождении через воду создает шум.

Почему вода издает булькающий звук, когда вытекает из бочки?

Потому что воздух проходит в бочку через отверстие, из которого вытекает вода, и таким образом возникает шум.

Как можно предотвратить булькающий звук?

Сделав отверстие в верхней части бочки, чтобы впустить воздух.

Свободно ли вытекает вода из сосуда, у которого только одно отверстие?

Нет; потому что часть этого отверстия необходима для поступления воздуха в сосуд.

Почему вода вытекает свободно, когда есть отверстие как сверху, так и снизу сосуда?

Потому что воздух поступает сверху, и тогда ничто не препятствует вытеканию воды из нижнего отверстия.

Что заставляет фрукты, овощи и мясо портиться?

Воздух заставляет их портиться.

Откуда мы это знаем?

Потому что, если их оградить от воздействия воздуха, они долго остаются свежими.

Как называется этот процесс хранения фруктов?

Он называется консервированием.

Как консервируют фрукты?

Фрукты помещают в стеклянную банку или жестяную консервную банку вместе с небольшим количеством воды, а затем нагревают до тех пор, пока банка не наполнится паром и весь воздух не будет вытеснен; затем ее герметично закрывают, и в таком состоянии она может храниться много месяцев.

Что происходит с паром в банке?

По мере остывания фруктов пар конденсируется в воду, образуется вакуум, благодаря чему фрукты оказываются защищены от воздуха.

Что представляет собой игрушка, которую мальчики называют «присоской»?

Присоска — это круглый кусок кожи с веревкой, прикрепленной к его центру.

Как используется присоска?

Кожу делают очень мягкой и влажной, чтобы при прижатии к камню или кирпичу весь воздух из-под кожи был вытеснен; и когда кожу поднимают, камень или кирпич поднимается вместе с ней, как показано на рис. 14.

Рис. 14.

Что удерживает кожу на камне?

Давление воздуха на кожу удерживает ее на камне.

С какой силой воздух прижимает кожу к камню?

С силой пятнадцать фунтов на каждый квадратный дюйм.

Если между камнем и кожей есть воздух, можно ли поднять камень с помощью присоски?

Нельзя; потому что воздух под кожей будет давить на нее снизу так же сильно, как воздух сверху давит на нее вниз.

Как муха ходит по потолку?

Лапки мухи очень похожи на присоску и удерживаются на потолке за счет давления воздуха.

Как улитки цепляются за предметы?

Они вытесняют весь воздух между предметом и своим телом и затем удерживаются на предмете так же, как присоска удерживается на камне.

Что такое сифон?

Сифон — это изогнутая трубка, у которой одна ветвь длиннее другой, как показано на рис. 15.

Рис. 15.

Для чего используется сифон?

Сифон используется для переливания жидкостей из одного сосуда в другой.

Как можно перелить воду из сосуда с помощью сифона?

Поместите короткую ветвь в воду, затем, приложив рот к длинной ветви, высосите из нее воздух, и вода немедленно начнет вытекать из длинной ветви.

Где должен находиться открытый конец короткой ветви?

Он должен находиться под поверхностью воды, чтобы предотвратить попадание воздуха в трубку.

Где должен находиться открытый конец длинной ветви?

Он должен находиться ниже, чем открытый конец короткой ветви.

Пока вода вытекает из длинной ветви, что образуется в изгибе трубки?

Возникает тенденция к образованию вакуума в изгибе трубки.

К чему это приводит?

Вода постоянно выталкивается вверх по короткой ветви, чтобы заполнить этот вакуум, поэтому она вытекает из длинной ветви ровной струей.

Как мальчики часто пьют сидр из бочки?

С помощью соломинки.

Как это делается?

Один конец соломинки опускают в сидр, а другой берут в рот; затем из соломинки высасывают воздух, и сидр поднимается вверх, заполняя вакуум. Когда сидр высасывают, поднимается новая порция сидра, так что соломинка остается полной.

Что заставляет сидр подниматься, чтобы заполнить вакуум в соломинке?

Давление воздуха на сидр в бочке.

На какую высоту поднимется вода в трубке, чтобы заполнить вакуум?

Вода поднимется на высоту тридцати четырех футов.

Для какой полезной цели это применяется?

Это применяется при создании насосов.

Из какого материала делают насосы?

Либо из дерева, либо из металла, такого как свинец или железо.

Что необходимо в отношении трубки или корпуса насоса?

Она всегда должна быть герметичной.

Почему трубка или корпус насоса должны быть герметичными?

Для того чтобы в них мог образоваться вакуум.

Как это достигается?

С помощью двух клапанов в корпусе насоса.

На что похож клапан?

Клапан похож на крышку чайника или крышку чернильницы; он удерживается на своем месте с помощью петли с одной стороны.

Где расположен один из клапанов?

Один клапан расположен в нижней части трубки насоса.

Насколько близко к воде должен находиться этот клапан?

Он должен находиться на расстоянии не более тридцати четырех футов от воды.

Почему нижний клапан должен находиться на расстоянии не более тридцати четырех футов от воды в колодце?

Потому что воздух может поднять воду по трубке только на высоту тридцати четырех футов.

Движется ли этот клапан внутри трубки насоса?

Нет; он остается неподвижным в одном месте.

Является ли этот клапан герметичным?

Да; нижний клапан или поршень в насосе всегда должен быть герметичным.

Где находится верхний клапан?

Он закреплен на конце стержня, который прикреплен к ручке насоса.

Остается ли этот клапан неподвижным в одном месте?

Нет; он движется вверх и вниз, когда перемещается ручка насоса.

Является ли верхний клапан герметичным?

Нет; верхний клапан не является герметичным.

Рис. 16.

Рис. 17.

Рис. 18.

Объясните работу насоса.

Когда ручка насоса опускается, вода над клапаном или поршнем, прикрепленным к концу стержня, поднимается так, что вытекает из носика; а вакуум, образовавшийся при поднятии воды, заполняется водой из колодца, которая выталкивается вверх по трубке насоса давлением воздуха. Когда насос находится в покое, нижний клапан, который является герметичным, предотвращает стекание воды обратно в колодец, поэтому трубка насоса всегда полна воды, независимо от того, качаем мы или нет.

Что изображено на рис. 16?

На нем изображен насос, когда он не работает.

В каком состоянии находятся клапаны?

Оба клапана закрыты.

Что удерживает воду над нижним клапаном?

Нижний клапан герметичен, а следовательно, водонепроницаем, поэтому он удерживает воду над собой.

Что удерживает воду в трубке под нижним клапаном?

Давление воздуха на воду в колодце выталкивает ее вверх по трубке к нижнему клапану.

Что изображено на рис. 17?

На нем изображен насос, когда ручка поднимается.

В каком состоянии находится нижний клапан?

Нижний клапан закрыт.

Почему нижний клапан закрыт?

Чтобы предотвратить выталкивание воды обратно в колодец.

В каком состоянии находится верхний клапан?

Верхний клапан открыт.

Почему верхний клапан открыт?

Чтобы вода могла пройти вверх через клапан, пока он опускается.

Что изображено на рис. 18?

На нем изображен насос, когда ручка опускается.

В каком состоянии находится верхний клапан?

Верхний клапан закрыт.

Почему верхний клапан закрыт?

Чтобы поднять воду, которая находится над ним.

Что происходит с водой, которую подняли?

Она вытекает из носика насоса.

Когда верхний клапан поднимается, что образуется под ним?

Под ним образуется вакуум.

Как заполняется этот вакуум?

Вода под нижним клапаном выталкивается вверх, чтобы заполнить вакуум.

В каком состоянии находится нижний клапан?

Нижний клапан открыт.

Почему нижний клапан открыт?

Чтобы вода могла пройти сквозь него и заполнить вакуум над клапаном.

Где чаще всего используются насосы?

Насосы чаще всего используются сельскими жителями для получения воды из колодцев, вырытых в земле.

Когда дым поднимается в воздухе?

Когда дым легче воздуха, он поднимается в нем.

Когда дым опускается в воздухе?

Когда дым тяжелее воздуха, он опускается в нем.

Почему пробка поднимается на поверхность воды?

Потому что пробка легче такого же объема воды; поэтому она поднимается на поверхность.

Почему нагретый воздух поднимается?

Потому что он легче холодного воздуха.

Если поместить перышко в нагретый воздух, будет ли оно унесено вверх вместе с воздухом?

Перышко будет унесено вверх вместе с воздухом.

Если теплый воздух заключить в мешок, поднимется ли он вверх и унесет ли мешок с собой?

Он поднимется вверх и унесет мешок с собой.

Как можно назвать этот мешок?

Его можно назвать воздушным шаром.

Что такое воздушный шар?

Это мешок, наполненный газом, используемый для полетов в воздухе.

Рис. 19.

Что помещено поверх этого мешка?

Поверх него наброшена сеть из веревок, расположенных так, чтобы они свисали под мешком, как показано на рис. 19.

Что прикреплено к этим веревкам?

К этим веревкам прикреплена корзина или гондола.

Для чего нужна корзина или гондола?

Она предназначена для перевозки тех, кто желает подняться на воздушном шаре.

Какого размера обычно делают воздушные шары?

Их диаметр составляет от двадцати до тридцати футов.

Чем наполняют воздушные шары?

Воздушные шары наполняют газом, который легче воздуха.

Какой газ часто используется для наполнения воздушных шаров?

Светильный газ, такой же, как тот, что используется для освещения наших городов по ночам.

Какой более легкий вид газа иногда используется?

Иногда используется водород.

Водород намного легче воздуха?

Он настолько легче воздуха, что пятнадцать кубических футов водорода весят не больше, чем один кубический фут воздуха.

Насколько меньше будет весить воздушный шар диаметром тридцать футов, наполненный водородом, по сравнению с тем, если бы он был наполнен воздухом?

Он будет весить примерно на десять тысяч фунтов меньше.

Насколько меньше, если он наполнен светильным газом, а не воздухом?

Примерно на две тысячи фунтов меньше.

Какая сила тогда необходима, чтобы удерживать воздушный шар, наполненный светильным газом, у земли?

Сила в две тысячи фунтов, потому что воздушный шар на две тысячи фунтов легче такого же объема воздуха.

Если бы к воздушному шару прикрепили груз весом всего в одну тысячу фунтов, что бы произошло?

Воздушный шар поднялся бы в воздух и унес бы с собой груз весом в одну тысячу фунтов.

Как высоко поднимется воздушный шар?

Он будет подниматься до тех пор, пока вытесненный им воздух не станет весить столько же, сколько сам воздушный шар.

Что тогда произойдет с воздушным шаром?

Его будут переносить воздушные потоки.

Чем загружена корзина, прикрепленная к воздушному шару?

Обычно она загружена мешками с песком, которые служат грузом, чтобы шар не поднимался слишком высоко.

Когда те, кто находится в корзине, хотят подняться выше, что они делают?

Они выбрасывают песок, чтобы облегчить корзину; тогда она поднимется выше.

Когда они хотят спуститься, что они делают?

Они открывают клапан в верхней части воздушного шара, что позволяет части газа выйти; тогда он опустится к земле.

Как открывается и закрывается клапан в верхней части воздушного шара?

Он открывается и закрывается с помощью небольших веревок, идущих от клапана к корзине внизу.

Можно ли заставить воздушный шар двигаться в каком-то одном направлении?

Нет; его переносят воздушные потоки, и те, кто находится в корзине, не могут управлять его курсом; поэтому он никогда не приносил большой пользы человеку.

Ветры.

Что такое ветер?

Ветер — это воздух, движущийся из одного места в другое.

Движется ли воздух во всех направлениях?

Он действительно движется во всех направлениях: вверх, вниз и в любую сторону.

Когда ветер дует с севера на юг, как он называется?

Он называется северным ветром.

Как он называется, когда дует с других направлений?

Когда он дует с востока, он называется восточным ветром; с юга — южным ветром; а с запада — западным ветром.

Что заставляет воздух перемещаться с места на место?

Тепло заставляет воздух перемещаться с места на место.

Когда воздух нагревается, какое изменение происходит?

Нагретый воздух поднимается, а более холодный воздух перемещается, чтобы занять его место; это и вызывает дуновение ветра.

Какую иллюстрацию этого мы имеем?

Если поднести свечу к открытой двери нагретой комнаты, ее пламя отклонится наружу, если поместить ее в верхней части двери, и внутрь, если поместить ее в нижней части двери; это показывает наличие двух потоков воздуха.

Почему это происходит?

Нагретый воздух выходит из верхней части комнаты, чтобы подняться выше, в то время как более холодный воздух входит снизу, чтобы занять его место.

Почему ветер дует в сторону огня на открытом воздухе?

Потому что воздух возле огня нагревается и быстро поднимается, поэтому воздух устремляется со всех сторон, чтобы занять его место.

Что делает земля с теплом, которое она получает от солнца?

Земля отдает свое тепло воздуху, который находится ближе всего к ней.

Что происходит с этим нагретым воздухом?

Этот нагретый воздух поднимается, а более холодный воздух приходит, чтобы занять его место; таким образом возникают ветры.

Все ли части земли нагреваются солнцем одинаково?

Нет; они нагреваются не одинаково.

Как этот неравномерный нагрев влияет на воздух?

Он вызывает потоки воздуха по всему миру.

Отдает ли вода тепло так же быстро, как земля?

Нет; вода является более плохим излучателем тепла, чем земля.

Где воздух будет прохладнее, когда светит солнце: над землей или над водой?

Над водой будет прохладнее, чем над землей.

Почему морской бриз кажется прохладным в дневное время?

Потому что воздух над водой в дневное время нагревается меньше, чем воздух над сушей; поэтому морской бриз кажется прохладным.

Почему земля становится холоднее воды ночью?

Потому что земля отдает свое тепло быстрее, чем вода, и, поскольку ночью она не получает тепла от солнца, она вскоре становится холоднее воды.

Почему береговой бриз кажется прохладным ночью?

Потому что воздух над сушей ночью нагревается меньше, чем воздух над водой; поэтому береговой бриз кажется прохладным.

Как быстро движется ветер?

Легкий бриз проходит четыре или пять миль в час; сильный ветер — от двадцати до пятидесяти миль в час, а ураган — от шестидесяти до ста миль в час.

Какова польза от ветра?

Ветер уносит нечистый воздух и вредные газы из городов и других мест, благодаря чему они становятся более здоровыми; он высушивает воду на поверхности земли и тем самым способствует растительности; он разносит облака, наполненные влагой из озер и океанов, по всем частям света, чтобы вода в них могла пролиться освежающими дождями, наполнить источники, очистить воздух и многими другими способами сделать землю подходящим местом для жизни человека. Но это лишь немногие из многих благ, которые дал нам всеведущий Творец; и за все из них мы должны всегда помнить, что нужно возносить Ему дань благодарного сердца.

ГЛАВА V. Вода.

Где мы находим воду?

Мы находим воду почти везде: над землей, на земле и под поверхностью земли.

Где мы находим воду над землей?

Мы находим ее в воздухе в виде пара.

Где мы находим воду на земле?

Мы находим ее в источниках, в потоках воды, а также в озерах и океанах.

Где еще есть вода на земле?

Она содержится в соке растений, соке фруктов и крови животных.

Где мы находим воду под поверхностью земли?

Мы находим ее в потоках, бегущих во всех направлениях.

Влияет ли вода на климат?

Да; вода вызывает многие изменения в климате.

Какие изменения в климате вызывает вода?

Она делает весну и лето прохладнее, а осень и зиму — теплее.

Как вода делает весну года прохладнее?

Лед и снег во время таяния поглощают большое количество тепла, которое переходит в воду как скрытая теплота.

Откуда тающий лед и снег получают это тепло?

Они получают его из воздуха и от предметов, находящихся вблизи поверхности земли.

Какое преимущество из этого извлекается?

Нежные почки и цветы задерживаются в развитии весной до тех пор, пока лед и снег не растают и земля не прогреется, поэтому они редко повреждаются холодом.

Как вода делает лето прохладнее?

Благодаря потокам, озерам и океанам, которые поглощают тепло от солнца; а поскольку вода является плохим излучателем, лишь небольшая часть этого тепла отдается воздуху.

Какой эффект это тепло производит на воду?

Температура воды постепенно повышается под его воздействием в жаркую летнюю погоду.

Как это полезно?

Она отдает тепло растениям в воде, чтобы они могли расти; и пробуждает к активной жизни рыб и других дышащих существ из оцепенения, в котором они находятся зимой.

Запасает ли вода большое количество тепла?

Да; и таким образом лето становится намного прохладнее.

Как вода делает осень теплее?

Осенью тепло, накопленное в воде, отдается, поэтому воздух остается теплее, чем был бы в противном случае.

Как это влияет на осеннюю погоду?

Это делает это время года мягким и приятным.

Какое преимущество из этого извлекается?

Это дает возможность поздним фруктам и семенам созреть; и дает время для того, чтобы сок растений вернулся к корням и подготовился к зимним морозам.

Как вода делает зиму теплее?

Превращаясь в лед и снег.

Когда вода превращается в лед или снег, что происходит?

Скрытая теплота в воде отдается, и таким образом зимний воздух становится теплее.

Можно ли сжать воду до меньшего объема?

Да; ее можно сжать, но не так сильно, как воздух.

Что говорят о воде, которую сжали?

Ее частицы прижимаются ближе друг к другу, и говорят, что она становится более плотной.

Почему вода на дне пруда более плотная, чем на поверхности?

Потому что вода на дне пруда должна выдерживать вес всей воды над ней.

Велик ли вес воды?

Вес воды очень велик.

Каков ее вес на глубине ста футов?

На глубине ста футов она давит во всех направлениях с силой сорок три фунта на каждый квадратный дюйм поверхности.

Каков ее вес в океане на глубине одной мили?

На глубине одной мили она давит во всех направлениях с силой две тысячи триста фунтов на каждый квадратный дюйм поверхности.

Если сделать одно отверстие возле верха, а другое возле дна сосуда, полного воды, из какого из них вода будет вытекать с большей силой?

Из отверстия возле дна сосуда.

Почему это так?

Потому что там больше вес воды, давящей на отверстие возле дна.

Когда воду наливают в сосуд, что с ней происходит?

Она растекается так, что ее поверхность становится ровной.

Когда разные сосуды соединены между собой, что делает вода?

Она опускается до одного и того же уровня во всех из них.

Как высоко будет стоять чай в носике чайника?

Так же высоко, как чай в самом чайнике.

Рис. 20.

Будет ли чай в носике уравновешивать чай в чайнике?

Чай в носике будет уравновешивать чай в чайнике, как показано на рис. 20.

Как еще можно показать, что вода поднимется до одного и того же уровня в разных сосудах?

Это можно увидеть, обратившись к рис. 21.

Рис. 21.

Пусть эти сосуды будут соединены друг с другом трубкой внизу; тогда, когда вода будет налита в один из них, она поднимется в каждом из остальных так, что будет на одной высоте во всех.

Где этот принцип используется на благо человечества?

Он используется при снабжении жителей городов водой.

Что должно быть построено для снабжения города водой?

Должен быть построен резервуар.

Что такое резервуар?

Это большой бассейн, сделанный для хранения воды.

Как высоко находится вода в бассейне?

Она обычно находится на уровне крыш домов в городе.

Как вода поднимается в бассейн?

Она поднимается в бассейн с помощью насосов.

Как вода доставляется из бассейна в дома в городе?

С помощью труб, проложенных под поверхностью земли и проходящих во все части города.

Как высоко поднимется вода в этих трубах?

Почти так же высоко, как она находится в бассейне.

Если сделать отверстие в трубе, как высоко будет выталкиваться вода?

Почти так же высоко, как вода в бассейне.

Как называется вода, вытекающая из такого отверстия?

Она называется фонтаном.

Что заставляет воду бить вверх в фонтане?

Давление воды в бассейне заставляет ее бить вверх в фонтане.

К чему всегда стремится вода?

Вода всегда стремится принять горизонтальный уровень.

Какой инструмент построен на этом принципе?

Ватерпас.

Что такое ватерпас?

Это стеклянная трубка, настолько наполненная водой, что в ней остается только пузырек воздуха. Эта трубка закреплена в куске дерева, как показано на рис. 22.

Рис. 22.

Как мы можем узнать, когда инструмент находится в горизонтальном положении?

По пузырьку воздуха, который всегда будет находиться в центре трубки, когда она расположена горизонтально.

Какая еще жидкость может использоваться для наполнения трубки?

Для наполнения трубки может использоваться спирт, и тогда он называется спиртовым уровнем.

Для чего используется спиртовой уровень?

Он используется для выравнивания стен и деревянных конструкций домов, мостов и других сооружений.

Источники и потоки.

Когда мы копаем землю, можем ли мы всегда найти воду?

Да; мы всегда можем найти воду.

Какая причина может быть приведена в пользу этого утверждения?

Потому что тысячи колодцев были вырыты в разных частях страны, и из них добывается вода.

Все ли эти колодцы одинаковой глубины?

Нет; их глубина варьируется от четырех-пяти футов до восьмидесяти-девяноста футов.

Что делает воду жесткой в некоторых колодцах?

Когда поток воды проходит через железную руду, прежде чем попасть в колодец, он поглощает часть железа, что делает ее жесткой.

Как еще она может стать жесткой?

Проходя через другие минеральные вещества, такие как известняк и сера, она становится жесткой.

Почему вода в некоторых колодцах намного теплее, чем в других?

В колодцах, где вода теплая, потоки, впадающие в них, находятся близко к поверхности земли и нагреваются солнцем; но в колодцах с холодной водой потоки находятся намного глубже в земле.

Когда эти потоки выходят на поверхность земли, как они называются?

Они называются источниками.

Где встречаются источники?

Они чаще всего встречаются на склонах холмов или в долинах; но иногда они встречаются и на вершинах холмов.

Почему вода в некоторых источниках теплее, чем в других?

В источниках, где вода теплая, потоки, впадающие в них, находятся так близко к поверхности земли, что нагреваются солнцем, в то время как в источниках, где вода холоднее, потоки находятся намного глубже в земле.

Что происходит с водой в источниках?

Она стекает вниз по долинам, образуя ручьи и речки.

Когда эти ручьи и речки впадают в другие ручьи и речки, что они образуют?

Они образуют озера и реки.

Куда впадают реки?

Реки впадают в океан.

Как образуются волны?

Волны образуются ветрами, дующими на поверхность воды.

Что производит легкий ветер?

Легкий ветер производит только рябь на поверхности воды.

Что производит более сильный ветер?

Более сильный ветер производит волны на воде.

Почему вода океана и больших озер редко находится в покое?

Потому что ветер, касающийся воды, редко перестает дуть.

На какую глубину ветер тревожит воду океана?

Ветер редко тревожит океан на глубине более тридцати футов ниже его поверхности.

Туманы и облака.

Что постоянно происходит с поверхности воды в реках, озерах и океанах?

Вода постоянно испаряется в виде пара.

Куда уходит этот пар?

Он уходит в воздух, так что воздух наполняется влагой.

Какой воздух удержит больше всего пара?

Теплый воздух удержит больше всего пара.

Когда теплый воздух становится холоднее, что происходит с паром?

Пар конденсируется в мелкие частицы воды.

Когда это происходит вблизи земли, что это производит?

Это производит туман.

Где чаще всего возникают туманы?

Туманы чаще всего возникают над низменностями и вдоль русел рек.

Когда пар конденсируется выше в воздухе, что это производит?