<<
>>

Об изменениях, которые вызывают в атмосферетепло и холод

Тепло и холод оказывают на воздух такое же воздействие, как и на все другие тела. От тепла воздух разрежается, а от холода сгущается. Итак, как я уже прежде имел честь объяснить В. В., данное количество воздуха не обя-зательно должно занимать определенное пространство, подобно всем другим телам.
Природа воздуха такова, что он всегда стремится занять больший объем и в самом деле расширяется, пока не встретит на своем пути преград, препят-ствующих его дальнейшему распространению. Это свойство воздуха называется упругостью.

Так, если воздух находится в закрытом сосуде, то он стремится разбить сосуд, и требуемое для этого усилие тем больше, чем сильнее сжат воздух в сосуде.

Было установлено правило, согласно которому упругость воздуха пропор-циональна его плотности. Таким образом, если плотность в два раза выше обычной, то соответственно в два раза больше будет и его упругость; и вообще каждой величине плотности соответствует определенная степень упругости.

Однако пришло время отметить, что это правило верно только в том случае, если воздух сохраняет одну и ту же температуру.1 Как только воздух становится более теплым, его способность к расширению усиливается по сравнению с той, которая была бы при данной плотности. Напротив, холод оказывает на воздух противоположное действие, ослабляя его способность к расширению.

Итак, чтобы узнать, какова истинная упругость некоего объема воздуха, недостаточно знать его плотность, нужно также, чтобы была известна подобающая ей температура.

Чтобы внести окончательную ясность в этот вопрос, представим себе две комнаты, закрытые со всех сторон, но сообщающиеся между собой через дверь, причем в обеих комнатах температура одинаковая, поэтому в той и другой комнате воздух должен иметь одинаковую плотность; ибо если бы воздух в одной из них был более плотным и, следовательно, более упругим, то часть воздуха стала бы уходить в другую комнату, и это продолжалось бы до тех пор, пока плотность в обеих комнатах не сравняется.

Теперь предположим, что в одной комнате воздух стал теплее, чем в другой.

Поскольку он приобретает большую упругость, то станет расширяться и, проникнув в другую комнату, заставит находящийся там воздух сжиматься до тех пор, пока упругость воздуха в той и в другой комнатах не станет одинаковой. В то время как это происходит, возникает ветер, который пройдет через дверь из теплой комнаты в холодную. Когда же равновесие восстановится, воздух станет более редким в теплой комнате и более плотным в холодной, между тем как его упругость в том и в другом помещении будет одинаковой. Отсюда ясно, что два объема воздуха раз-личной плотности могут иметь одну и ту же упругость, если один более нагрет, чем другой. В силу тех же причин может случиться, что воздух в двух объемах с одинаковой плотностью будет обладать различной упругостью.

Мои объяснения относительно двух комнат применимы также и к двум местностям: можно понять, что если в одной местности воздух становится более теплым, чем в другой, то он неизбежно начнет перемещаться из первой во вто-рую; в результате возникает ветер. Таков неиссякаемый источник ветра, хотя, по-видимому, существуют и другие источники, объясняемые различием в тем-пературах, наблюдаемых в разных областях Земли. Можно доказать, что весь воздух вокруг Земли не мог бы находиться в покое, разве что в том случае, если бы повсюду на равной высоте он имел не только одинаковую плотность, но и одинаковую температуру. Если бы нигде на поверхности Земли не было ветра, то можно было бы с уверенностью заключить, что воздух повсюду на одинаковой высоте обладает одной и той же плотностью и температурой. Но, поскольку такого никогда не бывает, всегда должны дуть ветры, по крайней мере в некоторых областях. Однако эти ветры дуют только обычно на поверхности Земли; чем выше мы поднимемся, тем они будут слабее. На самых высоких горах ветра почти не бывает, там царит вечный покой. Поэтому не приходится сомневаться, что на еще большей высоте воздух постоянно пребывает в неподвижности.2 Из этого следует, что на этих высотах повсюду над Землей сохраняется одна и та же плотность воздуха и одна и та же температура.

Ибо, если в каком-нибудь месте было теплее, чем в другом, воздух не мог бы остаться неподвижным и возник бы ветер. Но, поскольку на этих высотах ветра нет, можно сделать вывод, что температура там должна быть всегда и всюду неизменной.

Это, несомненно, удивительный парадокс, если учесть чрезвычайно большие колебания температуры, которые мы испытываем здесь, на Земле, в течение года и даже на протяжении нескольких дней, не говоря уже о различии климатов, т. е. о нестерпимой жаре на экваторе и вечных льдах на полюсе. Тем не менее опыт подтверждает истинность этого странного парадокса. На высоких горах Швейцарии снег и лед лежат и летом, и зимой, а в Кордильерах, высоких горах Перу в Америке, лежащих на самом экваторе, снег и лед не претерпевают никаких изменений, и там царит такой же жестокий холод, как и в полярных областях. Высота этих гор не достигает немецкой мили или 24 000 футов, что позволяет сделать следующее смелое предположение: если бы мы могли взлететь на высоту 24 ООО футов от Земли, то встретили бы всюду и всегда одинаковый холод, и даже холод чрезмерный. Мы не заметили бы никакой разницы ни между летом и зимой, пи между экватором и полюсами. На такой высоте и еще выше состояние атмосферы всегда и повсюду остается неизменным. Колебания температуры имеют место только у поверхности Земли. Только здесь, внизу, действие солнечных лучей становится ощутимым. В. В., по-видимому, захочется узнать причину этого явления, о котором я на-мереваюсь рассказать в следующем письме.

31 мая 1760 г.

<< | >>
Источник: Леонард ЭЙЛЕР. ПИСЬМА К НЕМЕЦКОЙ ПРИНЦЕССЕ. Издательство «Наука», 2002 © Российская академия наук и издательство «Наука»,серия «Классики науки» (разработка, оформление), 2002. 2002

Еще по теме Об изменениях, которые вызывают в атмосферетепло и холод:

  1. Об изменениях, которые вызывают в атмосферетепло и холод