Текст книги "Мыльные пузыри"

Автор книги: Чарльз Бойс

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 8 страниц)

Капиллярное притяжение и отталкивание

Рассмотрим теперь явления, которые происходят с двумя частично погруженными в воду пластинками, если вы поместите их очень близко одну к другой. Как я уже говорил, вода между ними поднимается. Те части обеих пластинок, которые с внешней и с внутренней стороны граничат с воздухом (обозначенные на рис. 11 буквой а), испытывают давление воздуха в двух противоположных направлениях, и поэтому они не стремятся приближаться друг к другу или удаляться друг от друга. Не испытывают такого стремления также и те части пластинок, которые с обеих сторон граничат с водой (е на рис. 11), так как на каждую из них давление воды действует с одинаковой силой в противоположные стороны. Иначе дело обстоит с давлением на те части (b), между которыми находится вода, но которые с наружной стороны соприкасаются с воздухом.

Рис. 11.

Вода между пластинками в этой части находится под меньшим давлением, чем на окружающем уровне, так как она поднята над этим уровнем. Гидростатическое давление, как известно, увеличивается с глубиной; следовательно, вблизи поверхности жидкости между пластинками оно должно иметь меньшую величину, чем в более глубоких местах. Поэтому давление в массе воды, поднятой между пластинками, меньше внешнего атмосферного давления, вследствие чего пластинки приближаются друг к другу[3]3
  Давление в воде, поднятой между пластинками, уменьшено потому, что ее тянет вверх поверхностная пленка. – Ред.


[Закрыть].

Правильность этого рассуждения можно показать на следующем опыте. Возьмем два пустых стеклянных шарика, настолько легких, что они плавают на воде. Они смачиваются водой, и потому вода между ними слегка приподнимается; поэтому они действуют друг на друга так же, как и пластинки, хотя и не так сильно. Можно заметить, что такие шарики, плавая по воде и будучи предоставлены самим себе, устремляются друг к другу со значительной силой. На рис. 11 изображена также пара пластинок, которые не смачиваются водой; рассматривая этот рисунок, можно легко понять, что и в этом случае пластинки приближаются одна к другой.

Это можно доказать на опыте с двумя стеклянными пустыми шариками, предварительно погруженными в расплавленный парафин; плавая по воде отдельно друг от друга, они притягиваются так же, как и шарики из чистого стекла.

Теперь мы доказали, что смачиваемая пластинка обнаруживает стремление двигаться в сторону более высокого уровня жидкости, а несмачиваемая – в сторону более низкого уровня, если по обе стороны пластинки разность уровней вызвана действием капиллярных сил. Поместим теперь рядом друг с другом одну смачиваемую пластинку, а другую несмачиваемую; тогда уровень жидкости между пластинками стоит по отношению к несмачиваемой выше, а относительно смачиваемой ниже, чем снаружи (см. также рис. 11); вследствие этого пластинки стремятся удалиться одна от другой. Поэтому, если в воде плавают два стеклянных шарика, один из которых покрыт парафином, а другой – нет, то между ними происходит отталкивание.

Обратим внимание на то, что вблизи погруженных пластинок поверхность жидкости искривлена: около смачиваемой она вогнута, около несмачиваемой выпукла. Это искривление и определяет ход всего явления, что мы можем показать на простом опыте. Чистый стеклянный шарик плавает в чистом сосуде, наполненном водой не до краев. Шарик движется в этом случае к краю сосуда; удержать его в середине небольшого сосуда совершенно невозможно, он всегда идет к краю в том или другом направлении. Если прибавим теперь в сосуд воды настолько, чтобы ее уровень стоял немного выше краев сосуда, то общая поверхность воды принимает выпуклую форму, между тем как вблизи шарика она вогнутая; теперь шарик стремится к середине сосуда, и его никак нельзя удержать у края. Если шарик покрыт парафином, результат получается обратный. Вместо парафинированного стеклянного шарика можно взять жирную иголку, которую с некоторыми предосторожностями можно заставить плавать в стакане с водой. Если стакан не совсем полон, иголка всегда уходит от его края; если же он слегка переполнен, то она стремится к краю и может даже через него перекатиться. Наоборот, пузырьки воздуха, прилипшие к стенке сосуда, в тот момент, когда вода поднимается выше края, очень быстро движутся от края к середине. Такое быстрое перемещение пузырьков лучше всего можно наблюдать так: стакан наполняется водой почти до краев, а затем повышают уровень воды, погружая в стакан пробку.

Из свойства поверхностного натяжения воды извлекает пользу и растение – обыкновенная ряска. Если еще не вся поверхность пруда заросла ряской, то листья ее поворачиваются друг к другу концами и притягиваются, боковые же стороны листьев, от которых отпочковываются молодые растения[4]4
  Листья ряски – на самом деле видоизмененные стебли. – Ред.


[Закрыть], развиваются свободно. У листа имеется центральный нерв, и «носок» и «пятка» его, если можно так выразиться, приподняты над общей поверхностью, отчего и водная поверхность около них, изгибаясь, приподнимается вверх.

Поэтому два листка притягиваются своими концами, как смачиваемые стеклянные шарики; боковые же края их, находясь на одном уровне с водой, остаются свободными. Проделать опыт с ряской нетрудно. Это растение легко найти за городом. Возьмем стакан, наполненный водой таким образом, что у его краев поверхность воды искривляется книзу. Тогда легкие, смачиваемые водой предметы будут править посредине. Поместим теперь на поверхность несколько листков ряски, и мы увидим, как они притягиваются друг к другу своими концами. Если опустить в воду какой-нибудь смачиваемый ею предмет, то он заставит находящийся поблизости отдельный листок повернуться, подобно тому как магнит заставляет поворачиваться стрелку компаса. Раз вам удалось достать ряску, то стоит продержать ее несколько дней, чтобы понаблюдать процесс почкования и отделения новых растений.

До сих пор я не говорил о том, как велика сила, проявляемая этой упругой водяной пленкой. Измерения ее с помощью узких трубок, капель и другими способами показали, что она почти в точности равна 7,7 миллиграмма на один миллиметр при 0° Цельсия.

Капиллярность различных жидкостей

Вот здесь вы видите другую трубку, совершенно такую же, как и первая, из которой мы выпускали водяные капли, но с другой жидкостью – винным спиртом. И вы сразу же видите, что капли спирта в момент отрывания от трубки далеко не так велики, как капли воды. Спирт легче воды, поэтому его перепонка должна быть значительно слабее, чем уводы (рис. 2, справа).

Это замечание мы легко можем проверить. Есть такая игра: двое тянут за веревку, стараясь перетянуть друг друга, и нетрудно угадать, кто из них сильнее. Пусть теперь спирт и вода поиграют в эту игру. Чтобы лучше видеть воду, я окрасил ее в синий цвет и налил тонким слоем в белый плоский сосуд. Сейчас перепонка на поверхности воды тянет равномерно– по всем направлениям, и мы не замечаем никаких перемен. Если я налью посредине несколько капель спирта, то по одну сторону линии, разделяющей воду и спирт, будет тянуть спирт внутрь, по другую вода – кнаружи, и результат перед вашими глазами. Вода оказалась победительницей: она разбегается по всем направлениям, увлекая с собой некоторое количество спирта, а дно сосуда оказывается сухим (рис. 12).

Рис. 12.

Эта разница в поверхностном натяжении спирта и воды или воды, содержащей в растворе некоторое количество спирта, и представляет собой причину интересного явления, которое можно наблюдать на стенках бокала с крепким вином, например портвейном. Жидкость вползает по стенкам бокала, собирается там в капли, которые падают назад, и так продолжается довольно долго. Это явление было объяснено профессором Джемсом Томсоном следующим образом. Тонкий слой вина, прилегающий к стенкам бокала, соприкасаясь с воздухом, теряет спирт путем испарения значительно быстрее, чем вино в бокале. Вследствие этого вино в тонком слое становится беднее спиртом и богаче водой, чем нижележащие слои, а потому его поверхностная перепонка становится более сильно натянутой. Жидкость этого слоя поднимается вверх, пока ее не накопится столько, что она станет собираться в капли, которые будут стекать обратно, как вы можете видеть это на экране (рис. 13).

Рис. 13.

Известная вам жидкость эфир имеет также перепонку более слабую, чем вода. Очень небольшое количество эфира может произвести на поверхности воды заметное действие. Вот, например, проволочная сетка, которую я незадолго перед этим опустил под воду (рис. 4); поверхностная пленка все еще удерживает ее. Сила всплывания стеклянного шара гонит ее вверх, но этой силы недостаточно, чтобы прорвать водную оболочку. Нальем теперь в стакан несколько капель эфира и наклоним этот стакан над поверхностью воды, чтобы из него стали вытекать пары эфира (осторожнее, чтобы не вылилось ни одной капли жидкости), и что же – сейчас же на поверхности воды сгущается достаточное количество эфира, чтобы ослабить прочность водяной оболочки, и прибор выпрыгивает вверх.

В жизни нам часто приходится иметь дело с явлениями, основанными на различии в натяжении поверхностных оболочек. Если на вашем платье образовалось жирное пятно, то его можно вывести при помощи бензина. Однако, если вы смочите пятно бензилом и станете лить на это место чистый бензин, та результат будет тот, что на вашем платье жирный бензин, у которого поверхностное натяжение больше, смешается с чистым бензином. При этом загрязненный бензин возьмет верх и расползется во все стороны; чем больше вы будете лить бензина, тем шире будет расползаться жирное пятно. Но если вы пойдете правильным путем и сначала образуете вокруг жирного пятна кольцо чистого бензина и потом станете лить на пятно чистый бензин, тогда жирный бензин, стягиваясь от кольца чистого бензина к середине, соберется здесь, и отсюда весь жир можно удалить тряпочкой.

Однажды мне пришлось проделать этот трудный опыт над новым белым сатиновым костюмом, залитым супом из опрокинутой тарелки. Я разложил на земле (на открытом воздухе) несколько чистых тряпок и тщательно расправил поверх них испорченный жирными пятнами костюм. Затем, взяв почти полную бутылку чистого бензина, стал щедро поливать им платье, сначала образуя кольцо вокруг пятен, затем попадая на самые пятна, причем старые тряпки заменял новыми. Повесив костюм, я дал испариться излишку бензина, и в результате на костюме нельзя было открыть и следа пятен.

Между горячим и холодным жиром тоже есть разница, которую вы можете подметить, рассматривая горящую свечу. У самого пламени жир горячее, чем у наружного края свечи. Сила натяжения его поверхностной оболочки меньше, а потому здесь замечается непрерывное движение: горячий жир передвигается по поверхности от светильни к краям свечи, там он опускается и под поверхностью движется обратно, что можно видеть по маленьким пылинкам, плавающим в растопленном стеарине. Благодаря этому свеча сгорает равномерно.

Вам, вероятно, известен способ удаления с костюма жирных пятен стеарина горячим ножом или утюгом и пропускной бумагой.

Здесь происходит явление подобного же рода.

Плавающий на воде кусочек чистой камфары представляет собою другой пример движения, обусловленного изменением в силе натяжения водной оболочки, на которую действует растворяющаяся в воде камфара.

Наиболее удачный результат при опытах с камфарой получается, если взять большой сосуд с совершенно чистой водой и затем, держа камфару над водой, слегка соскабливать ее уголки ножом. Тогда крошечные кусочки камфары, падая на поверхность воды, начнут проявлять поразительную подвижность. Однако, вода должна быть для этого почти совершенно свободной от жира: простого прикосновения пальцем достаточно, чтобы прекратить движение кусочков камфары. Рэлей определил вес масла, «убивающего» камфару на поверхности воды в большой ванне, и нашел этим путем, что, когда слой масла едва достигает толщины в две миллионных миллиметра, камфара «умирает». Если для опыта не найдется достаточно чистого сосуда, то можно удовлетвориться кадкой, в которую стекала дождевая вода и выливалась из нее через края. Придет ли в голову хорошей хозяйке, что вся чистая посуда в действительности покрыта слоем жира, хотя и очень тонким?

Опыт с камфарой может убедить нас, что крошечная капелька масла распространяется почти моментально по поверхности воды в большом сосуде. Сила натяжения поверхностной оболочки чистой воды больше, чем вместе взятые силы натяжения масла в соприкосновении с воздухом и воды в соприкосновении с маслом. Поэтому-то масло распространяется сразу по поверхности воды, принимая те же цвета, как и мыльные пузыри, затем слой масла делается таким тонким, что и цвета пропадают.

Может быть, и всем знакомый, в высшей степени неприятный вкус касторового масла обусловливается его свойством обволакивать всю полость рта; вероятно, и свойство имбирного вина ослаблять этот неприятный вкус зависит от того, что алкоголь вина уменьшает силу поверхностного натяжения слюны во рту, отчего масло уже не проникает во все уголки и складки, а проскальзывает в желательном направлении подобно устрице. Разумеется, вкус вина играет при этом большую роль, но его одного едва ли было бы достаточно, чтобы заглушить неприятный вкус касторового масла.

Почему утихают волны под действием масла?

Помимо свойства распространяться по поверхности воды, масло производит еще одно удивительное действие: оно препятствует образованию зыби под влиянием ветра. Когда волна, каких бы она ни была размеров, движется, ее крутая поверхность, находящаяся впереди гребня, сокращается, в то время как задняя поверхность растягивается. На этой увеличивающейся поверхности слой масла оказывается более тонким, я сила поверхностного натяжения воды здесь будет больше. Напротив, когда поверхность становится меньше, слой масла утолщается и сила натяжения водной оболочки ослабевает. Таким образом, на каждой стороне волны возникают силы, направленные на уничтожение волны. Правда, они мало ощутительны для больших волн, но они влияют тем заметнее, чем меньше волны. Вот почему волнение воды и влияние ветра на водную поверхность так сильно изменяются в присутствии слоя масла. Если кому-либо из вас приходилось продолжительное время плавать на яхте, тот мог наблюдать, как удивительно долго сохраняется гладкое пятно в том месте на поверхности воды, куда вы вылили масло из коробки от сардин.

Однажды я проделал такой опыт в очень ветреный день на пруду в Гайд-парке. На поверхность воды была вылита ложка оливкового масла. Здесь сейчас же образовалась большая полоса масла – от 20 до 30 метров в поперечнике, причем ясно можно было видеть, что слой масла препятствовал образованию зыби. Так как гладкая полоса была в тысячу раз больше в длину и в тысячу раз больше в ширину, чем ложка, то толщина слоя масла на поверхности воды должна была приблизительно составлять 1/1000000 часть толщины слоя масла в ложке, или около двух миллионных миллиметра. Таким образом, действие масла на волнующуюся поверхность пруда вполне очевидна.

Я не сомневаюсь, что стоит только купающимся по утрам посмотреть в ветреный день по направлению ветра на воду, как они увидят, что их тело производит то же действие, что и масло. По той же самой причине и след от парохода виден так долго на воде в форме гладкой ленты.

Приведу еще лишь один пример. Когда вы пишете акварельными красками на жирной бумаге или на некоторых полированных поверхностях, то краска не ложится ровно на бумагу, а собирается в капельки, но достаточно прибавить к ней очень немного бычьей желчи, чтобы она стала ложиться превосходно; желчь настолько уменьшает поверхностное натяжение воды что она начинает смачивать такие поверхности, которых не смачивает чистая вода. Это ослабление поверхностного натяжения вы можете наблюдать, если я в третий раз воспользуюсь нашей проволочной сеткой. Эфир теперь испарился, и я снова могу погрузить сетку в воду так, что она будет удерживаться под поверхностью. Но стоит мне коснуться воды кисточкой, смоченной желчью, и сетка, как раньше, сразу выскакивает наверх.

Ослабление поверхностного натяжения воды можно показать еще на одном простом опыте. Вот у нас в стакане несколько личинок комара; как только мы коснемся поверхности чистой воды мылом или желчью, мы увидим, что личинки не в состоянии будут более удерживаться у поверхности своими дыхательными трубочками. Если на поверхность воды в бассейнах, прудах и других водоемах налить керосина, масла и т. п., личинки комаров и москитов погибнут. Этот способ теперь широко применяется с целью борьбы с малярией и другими болезнями, происходящими от укусов комаров.

Нет никакой необходимости доказывать дальше, что поверхность жидкости проявляет в этом случае такие свойства, как будто она с некоторой, вполне определенной силой обтянута совершенно упругой перепонкой.

Капли жидкости

Возьмем теперь немного воды, сколько может уместиться в ореховой скорлупе, и выльем воду. Разумеется, вода, ударившись о землю, расплеснется отдельными капельками. А теперь возьмем такое же количество воды и осторожно перенесем его в виде одной большой капли на кусок парафина, посыпанный сверху порошком ликоподия, который не смачивается водой. Что произойдет в этом случае? Вес капли прижмет ее к парафину и расплющит в плоскую лепешку. Что случилось бы, если бы можно было устранить действие тяжести? В этом случае капля испытывала бы действие только своей упругой оболочки, которая стремится придать капле такую форму, чтобы поверхность ее стала возможно меньшей. Она получила бы форму совершенно правильного шара, так как поверхность его и будет наименьшей из всех возможных при данном объеме. Например, если бы мы взяли капельку воды размером с булавочную головку, тогда вес, побуждающий каплю падать вниз или сплющиваться, стал бы значительно меньшим, между чем как величина поверхностного натяжения осталась бы прежней и имела бы большую формирующую способность, как это мы увидим далее. Поэтому поверхностное натяжение стало бы оказывать на форму капли более заметное влияние. Мы можем, следовательно, ожидать, что при достаточно малых размерах капли формирующая сила поверхностного натяжения будет в состоянии почти всецело противодействовать весу капли, и потому маленькие капельки должны иметь вид почти совершенно правильных шариков. Если ход этих рассуждений покажется кому-либо трудным, то один очень простой пример легко разъяснит дело. Вероятно, многие из юных читателей этой книги знают, как делается из бумаги коробочка, изображенная на рис. 14.

Рис. 14.

Вот одна такая бумажная коробочка емкостью в полбутылки, сделанная из небольшого куска газетной бумаги. Вы можете наполнить водой такую бумажную коробочку, носить ее, швырять с большой силой, и прочность бумажных стенок будет достаточна, чтобы удержать воду, пока коробочка не стукнется обо что-нибудь острое, причем бумага, разумеется, лопнет и вода выльется. Если же сделать подобную коробку из целого листа газетной бумаги, то она едва будет в состоянии удержать вес налитой в нее воды. Такую коробку можно наполнить водой, переносить ее, уронить с некоторой высоты, но уже нельзя ни трясти, ни бросать. Совершенно по той же причине слабая перепонка жидкости не может оказать заметного влияния на форму большого количества жидкости, тогда, как маленькая капелька под ее влиянием принимает такую правильную шарообразную форму, что на глаз вы не обнаружите в ней никаких неправильностей. Еще лучше это можно Наблюдать на капельках ртути. В большом количестве ртуть принимает вид лепешки, но, если вылить эту же ртуть на стол, чтобы она распалась на мелкие капельки, они примут совершенно правильную шарообразную форму. To же различие можно наблюдать и на крупинках золота (рис. 15).

Рис. 15.

Они теперь тверды, но предварительно были расплавлены, а потом затвердели. Из рисунка видно, что крупная капля золота сплющена собственным весом, а маленькая капелька представляется совершенно круглой. То же самое можно наблюдать и на капельках воды, если лить ее на поверхность стола, посыпанную ликоподием или другим веществом, не поддающимся смачиванию. Струйка воды, разбиваясь о поверхность стола, будет катиться по ней в виде маленьких правильных шариков. В жаркий день можно проделать этот опыт на пыльной дороге, брызгая на нее из лейки.

Если бы можно было устранить влияние веса жидкости, т. е. той силы, с какой она притягивается землей, то и большие капли принимали бы такую же правильную шарообразную форму, как и маленькие. Это было впервые показано на красивом опыте Плато. Он взял две несмешивающиеся жидкости, одинаково тяжелые, и поместил некоторое количество одной из них внутри другой. Спирт легче масла, тогда как вода, тяжелее его, но надлежащая смесь спирта и воды так же тяжела, как и масло, а потому масло, помещенное внутри такой смеси, не будет стремиться ни всплывать вверх, ни опускаться на дню. Перед фонарем я установил стеклянный ящик, содержащий смесь спирта и воды, и с помощью трубки медленно вливаю внутрь этой жидкости масло. Вы видите, что, как только я удаляю трубку, масло принимает форму правильного шара с диаметром, определяющимся количеством масла (рис. 16).

Рис. 16.

Теперь получилось два или три таких шара из масла совершенно правильной формы. Я хотел бы теперь обратить ваше внимание на то, что, когда я надавливаю с одной стороны на большой шар и затем предоставляю его самому себе, он восстанавливает свою прежнюю форму медленно, тогда как маленький шарик возвращается к своей правильной форме значительно быстрее. Есть еще один красивый опыт, который, хотя и не имеет прямого отношения к разбираемому нами вопросу, однако, вполне заслуживает того, чтобы показать его, тем более, что прибор вполне собран. Посредине стеклянного ящика проходит ось с диском, к которому я подвожу большой шар масла так, чтобы диск оказался внутри него. Теперь, когда я начинаю медленно вращать диск, масло тоже приходит во вращательное движение. По мере увеличения скорости вращения масло стремится разлететься в разные стороны, но удерживается своей упругой оболочкой. В результате шар масла сплющивается у полюсов и принимает форму, подобную форме земного шара. При дальнейшем увеличении скорости стремление масла расшириться становится, наконец, слишком значительным, преодолевает силу упругой оболочки, и от масляного шара отрывается кольцо (рис. 17), которое снова сливается с оставшимся шариком, как только скорость уменьшится.

Рис. 17.

Скорость вращения можно настолько увеличить, что кольцо разорвется на ряд шариков меньших размеров. Наблюдая красивый опыт Плато, невольно вспоминаешь о небесных телах, обращающихся вокруг солнца; здесь мы тоже видим центральное тело и ряд вращающихся шаров разных размеров, причем все они обращаются вокруг срединного тела в одном и том же направлении. Надо заметить, что силы, действующие в том и другом случае, совершенно различны, и то, что вы видите сейчас, не имеет ничего общего с солнцем и планетами.

Мы видели, таким образом, что большое количество жидкости может принять форму шара под влиянием свой упругой оболочки, если устранить, как в приведенном опыте, действие силы тяжести. Сила тяжести почти не играет роли, когда мы имеем дело с мыльным пузырем, потому что он чрезвычайно тонок и вес его совершенно ничтожен. В самом деле, всем вам прекрасно известно, что мыльный пузырь имеет совершенно правильную шарообразную форму, и теперь вы знаете, почему именно: причина заключается в том, что упругая перепонка, стремясь сократиться возможно сильнее, должна принять форму с наименьшей поверхностью при данном объеме, а такой формой оказывается шар. Добавим еще, что и здесь, как в случае с масляным шаром, большой мыльный пузырь будет восстанавливать свою форму значительно медленнее, чем маленький, если на стенки их надавить палочкой, завернутой во фланель или другую шерстяную материю.

Воспроизведение опыта с помощью спирта, воды и масла представляет известные трудности главным образом потому, что масло, имеющее ту же плотность, что и окружающая жидкость при данной температуре, становится легче, когда температура повышается, и тяжелее, когда она падает. С повышением температуры масло расширяется сильнее, чем смесь воды и спирта, вследствие чего и плотность его изменяется сильнее. В последней части этой книги я даю сведения о другой смеси жидкостей, которой я пользовался с хорошим результатом, но одна из них – сернистый углерод – обладает таким неприятным запахом и так легко воспламеняется, что эту смесь нельзя рекомендовать для широкого употребления.

Недавно найден другой, очень удобный и красивый способ для наблюдения капель жидкости. Самый подходящий для этого сосуд, который к тому же нетрудно достать, – это стеклянный колпак от столовых часов с плоскими боковыми стенками, чтобы избежать увеличения и искажения фигур, что неизбежно при наблюдении их через искривленные стенки круглого колпака. Надо приготовить раствор трех частей (по весу) обыкновенной соли в 100 частях воды; не следует брать соль с какими-либо примесями, которые не растворяются в воде и придают жидкости вид молока. Нужно взять простую, но совершенно чистую соль. Наполним теперь треть колпака этим раствором.

Затем будем осторожно, по стенкам, приливать к нему воду, чтобы она образовала слой поверх соляного раствора, затем, укрепив воронку с краном так, чтобы конец ее приходился несколько выше соляного раствора, станем медленно приливать через воронку жидкость, называемую ортотолуидином. Это жидкость красивого красного цвета, при температуре около 21° Цельсия она обладает плотностью, промежуточной между плотностью соляного раствора и воды. В результате может образоваться большая капля в пять или семь сантиметров в диаметре, и после удаления воронки она останется в покое в сосуде. При повышении температуры она немного поднимается, при понижении опускается.

Есть еще один подобный опыт. Берется сосуд с горячей водой при температуре между 77° и 82° Цельсия. В сосуд с водой подливают анилин. При температуре немного выше 63° Цельсия анилин обладает такой же плотностью, как и вода, но по мере повышения температуры он, расширяясь сильнее воды, становится легче ее, а при понижении температуры тяжелее ее. Анилин на поверхности воды охлаждается и сейчас же собирается в висячую каплю, которая отрывается от поверхности и падает на дно. Здесь анилин согревается, и вскоре вновь образуется большая капля, которая внезапно отрывается от дна и поднимается на поверхность[5]5
  Опыт рекомендуется производить в высоком химическом стакане, который нагревается в песчаной бане. – Ред.


[Закрыть]. Можно проследить медленное отрывание капель и образование маленьких промежуточных капелек, о которых мы поговорим отдельно.

Интересно также наблюдать движение маленьких круглых «глазков» тех жидкостей, которые плавают на поверхности чистой воды; это движение становится более заметным, когда жидкости не вполне чисты. Некоторое время такой «глазок» имеет круглую форму и остается в покое, но потом он вдруг начинает как-то конвульсивно двигаться, принимает форму почки или разрывается на два или больше пятнышек.

Когда на поверхности воды много таких «глазков», спокойное движение их становится непрерывным.

Подобно кусочкам камфары, «глазок» немедленно прекращает двигаться, если только коснуться поверхности воды жирным предметом или кусочком мыла. Диски «глазков» тогда внезапно утолщаются в маленькие чечевицеобразные кружки и остаются в покое.

Нефть, как известно, не смешивается с водой, но отделяется от нее и плавает на поверхности. Если же в воде растворить Некоторое количество мыла, тогда поверхностное натяжение раствора настолько ослабевает, что нефть отделяется от воды гораздо медленнее, если только она выделяется вообще. Травяные тли и. другие вредные насекомые не любят жидкого мыла с керосином, а потому эта смесь с пользой применяется для защитного обрызгивания деревьев. Когда керосин легко выделяется из жидкостей, дерево, обрызганное им, само будет страдать не меньше, чем насекомые, но, если он останется в виде эмульсии в жидкости, дереву не причиняется вреда.

Главный результат, полученный нами из всех описанных наблюдений, следующий. Наружная поверхность жидкости обнаруживает такие свойства, как будто она выделяет из себя упругую оболочку; эта последняя, сокращаясь, стремится придать жидкости такую форму, чтобы поверхность ее стала наивозможно меньшей. Обычно вес жидкости, особенно если мы имеем дело с большим количеством ее, слишком велик по сравнению с небольшой силой упругой оболочки, и действие этой силы может остаться незамеченным. Действие тяжести может быть устранено погружением одной жидкости в другую, равной с ней плотности, и притом такую, которая не смешивается с первой. Влияние силы тяжести почти незаметно, если мы станем рассматривать очень маленькие капельки или пузырьки, потому что в этом случае вес тела ничтожно мал, тогда как упругая сила оболочки остается неизменной. Различные жидкости обладают перепонками с различной силой поверхностного, натяжения. Когда две несмешивающиеся жидкости приводятся в соприкосновение одна с другой, иногда наблюдаются интересные явления.