ЧТО ТАКОЕ ВЕТЕР?
Одежда Земли
Велика наша Земля. Много тысяч километров нужно проехать по суше и по воде, чтобы совершить кругосветное путешествие. Но везде, куда бы вы ни попали, как теплым одеялом, землю окружает воздушная оболочка — атмосфера («атмосфера» — греческое слово, составленное из двух слов: «атмос» — воздух и «сфайра» — шар, оболочка). Это одежда Земли. Воздух лежит на Земле слоем толщиной в несколько сотен километров и защищает ее от холода межпланетного пространства. В этом воздухе каждодневно гуляют многочисленные ветры земли.
Что же представляет собой земная одежда — воздух? Отличается ли он чем от других окружающих нас предметов?
Каждый знает, что любой предмет занимает какое-то место и имеет свой определенный вес. Но занимает ли место воздух, весит ли он что-нибудь?
Изучая свойства воздуха, ученые давно ответили на этот вопрос. Да, воздух всегда занимает место и имеет вес, как и все предметы. Проверить это просто каждому из вас.
Опустите, например, опрокинутый вверх дном стакан в воду. Вы увидите, что вода не заполняет его. Это воздух, находящийся в стакане, не впускает ее. Но стоит вам слегка наклонить стакан, как воздух в виде пузырьков выйдет из него, и вода займет место улетевшего воздуха.
Нетрудно также убедиться и в том, что воздух имеет вес. Для этого надо взять две большие пустые стеклянные бутыли, плотно закрыть их специальными пробками (устройство которых видно на рис. 1) и уравновесить бутыли на весах. Если вы теперь, открыв зажим на одной из пробок, отсосете из бутыли часть воздуха в себя и тут же закроете зажим снова, то эта бутыль станет легче. Значит, воздух, отсосанный вами, имел вес.
Рис. 1. Обе бутыли имеют один и тот же вес; но если из правой бутыли отсосать воздух, она станет легче.
При очень сильном охлаждении воздух можно превратить в жидкость, а эту жидкость заморозить; получится твердое тело голубоватого цвета.
Когда ученые стали взвешивать воздух, они увидели, что не везде вес его одинаков. Самый большой вес воздуха оказался на уровне моря: здесь один кубометр воздуха при температуре нуль градусов весил около 1300 граммов, то есть примерно в 770 раз меньше воды. Но чем выше от уровня моря брали для взвешивания воздух, тем меньше весил один кубометр его. Так, кубометр воздуха, взятый с высокой горы, весил уже в два раза меньше. Выходит, что вверху, над землей, воздух не так плотен, как у самой земли. В каждом кубометре воздуха там содержится меньшее количество газов, из которых состоит воздух (главные составные части воздуха: азот и кислород). Иными словами, чем выше над землей (или, точнее, над уровнем моря) находится воздух, тем он больше разрежен. Когда люди стали подниматься высоко над землей, было установлено, что, например, на высоте 12 километров кубометр воздуха весит только 319 граммов.
Таким образом, получается, что воздушная оболочка Земли состоит как бы из многих слоев различной плотности, лежащих друг на друге. Чем ближе к Земле находится воздушный слой, тем он плотнее. Это и понятно, если вспомнить, что земной шар притягивает к себе все предметы. Сила этого притяжения и выражается весом предметов. А так как воздух тоже имеет вес, то верхние слои воздуха давят на нижние и уплотняют их.
Давление воздуха передается во все стороны одинаково. Значит, воздух давит и на все окружающие нас предметы. Понятно, что, чем плотнее воздух, тем больше его давление. С высотой давление воздуха постепенно понижается.
Сила давления воздуха огромна; на земле она равняется одному килограмму на каждый квадратный сантиметр площади любого предмета.
Есть очень простой и наглядный опыт, показывающий силу этого давления.
Налейте в стакан доверху воды, закройте его небольшим листом бумаги и, придерживая этот лист рукой, быстро переверните стакан вверх дном. Теперь вы можете опустить поддерживающую лист руку — на него будет давить сам воздух, и вода не потечет из стакана (рис. 2).
Рис. 2. На лист бумаги снизу давит окружающий стакан воздух; благодаря этому вода не выливается из стакана.